Les données gravimétriques recueillies par la mission Juno de la NASA indiquent que les vents atmosphériques de Jupiter pénètrent la planète de manière cylindrique, parallèlement à son axe de rotation. Un article sur les résultats a été récemment publié publié dans la revue Astronomie naturelle.
La nature violente de l’atmosphère agitée de Jupiter a longtemps été une source de fascination pour les astronomes et les planétologues, et Juno a été aux premières loges de ce qui se passe depuis son entrée en orbite en 2016. Au cours de chacune des 55 missions du vaisseau spatial à ce jour, une suite d’instruments scientifiques ont scruté sous la couche nuageuse turbulente de Jupiter pour découvrir comment la géante gazeuse fonctionne de l’intérieur vers l’extérieur.
La mission Juno permet notamment d’en apprendre davantage sur l’intérieur de la planète grâce à la radioscience. À l’aide des antennes Deep Space Network de la NASA, les scientifiques suivent le signal radio du vaisseau spatial alors que Juno survole Jupiter à des vitesses proches de 130 000 mph (209 000 km/h), mesurant d’infimes changements dans sa vitesse, aussi petits que 0,01 millimètre par seconde. Ces changements sont causés par les variations du champ de gravité de la planète et, en les mesurant, la mission peut essentiellement voir l’atmosphère de Jupiter.
De telles mesures ont conduit à de nombreuses découvertes, notamment l’existence d’un noyau dilué au plus profond de Jupiter et la profondeur des zones et ceintures de la planète, qui s’étendent du sommet des nuages jusqu’à environ 1 860 milles (3 000 kilomètres).
Faire le calcul
Pour déterminer l’emplacement et la nature cylindrique des vents, les auteurs de l’étude ont appliqué une technique mathématique qui modélise les variations gravitationnelles et les élévations de la surface des planètes rocheuses comme la Terre. Sur Jupiter, la technique peut être utilisée pour cartographier avec précision les vents en profondeur. En utilisant les données Juno de haute précision, les auteurs ont pu générer une résolution multipliée par quatre par rapport aux modèles précédents créés avec les données des explorateurs joviens pionniers de la NASA, Voyager et Galileo.
« Nous avons appliqué une technique contraignante développée pour des ensembles de données clairsemés sur les planètes telluriques pour traiter les données Juno », a déclaré Ryan Park, scientifique Juno et responsable de l’enquête scientifique sur la gravité de la mission au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. « C’est la première fois qu’une telle technique est appliquée à une planète extérieure. »
Les mesures du champ de gravité correspondent à un modèle vieux de deux décennies qui déterminait que les puissants flux zonaux est-ouest de Jupiter s’étendaient des zones et ceintures blanches et rouges au niveau des nuages vers l’intérieur. Mais les mesures ont également révélé qu’au lieu de s’étendre dans toutes les directions comme une sphère rayonnante, les flux zonaux se dirigent vers l’intérieur, de manière cylindrique, et sont orientés dans la direction de l’axe de rotation de Jupiter. La manière dont les vents atmosphériques profonds de Jupiter sont structurés fait l’objet de débats depuis les années 1970, et la mission Juno a désormais tranché le débat.
« Les 40 coefficients de gravité mesurés par Juno correspondent à nos calculs précédents de ce que nous attendons du champ de gravité si les vents pénètrent vers l’intérieur sur des cylindres », a déclaré Yohai Kaspi de l’Institut des sciences Weizmann en Israël, auteur principal de l’étude et co-auteur de l’étude. -enquêteur. « Lorsque nous avons réalisé que les 40 numéros correspondaient exactement à nos calculs, nous avons eu l’impression de gagner à la loterie. »
En plus d’améliorer la compréhension actuelle de la structure interne et de l’origine de Jupiter, la nouvelle application de modèle gravitationnel pourrait être utilisée pour mieux comprendre les atmosphères d’autres planètes.
Juno est actuellement dans une mission prolongée. Parallèlement aux survols de Jupiter, le vaisseau spatial à énergie solaire a effectué une série de survols des lunes glacées de la planète, Ganymède et Europe, et se trouve au milieu de plusieurs survols rapprochés d’Io. Le survol d’Io du 30 décembre sera le plus proche à ce jour, se situant à environ 1 500 kilomètres de sa surface ornée de volcans.
« Au fur et à mesure que le voyage de Juno progresse, nous obtenons des résultats scientifiques qui définissent véritablement un nouveau Jupiter et qui sont probablement pertinents pour toutes les planètes géantes, à la fois dans notre système solaire et au-delà », a déclaré Scott Bolton, chercheur principal de la mission Juno à l’Université de Jupiter. Institut de recherche du sud-ouest à San Antonio. « La résolution du champ de gravité nouvellement déterminé est remarquablement similaire à la précision que nous avions estimée il y a 20 ans. C’est formidable de voir un tel accord entre nos prévisions et nos résultats. »
Plus d’information:
Y. Kaspi et al, Preuves observationnelles d’écoulements zonaux orientés cylindriquement sur Jupiter, Astronomie naturelle (2023). DOI : 10.1038/s41550-023-02077-8