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    Les scientifiques repèrent le motif pentagonal des cyclones et découvrent les secrets de l'intérieur de la planète

    Pentagone de tourbillons. Mosaïque d'images infrarouges du pôle sud de Jupiter. Crédit :NASA/SWRI/JPL/ASI/INAF/IAPS

    Nous reconnaissons tous Jupiter par son motif en bandes de zones et de ceintures contrarotatives - cela peut être vu même avec de petits télescopes de jardin. Ces structures étonnantes sont alimentées par des courants-jets rapides visibles dans les nuages ​​​​de la planète. Mais ce qui se passe près de ses pôles et sous ses sommets nuageux a longtemps été un mystère.

    Grâce à son orbite unique, La mission Juno de la NASA a maintenant révélé certains des secrets les mieux gardés de Jupiter. Les résultats, publié dans quatre articles en La nature , montrent que la planète a des formes "polygonales" surprenantes de cyclones à ses pôles - y compris un pentagone au pôle sud - et que sa structure en bandes persiste jusqu'à des profondeurs de 3, 000km.

    De la Terre et des engins spatiaux sur certaines orbites, on ne voit bien que les régions équatoriales de Jupiter. En réalité, cela a été le cas pour toutes les missions précédentes sur la planète. Images de Voyager, Cassini et l'orbiteur Galileo ont offert une vue magnifique sur la structure de la ceinture zonale et les tempêtes de longue durée telles que la Grande Tache Rouge. La sonde Galileo n'a échantillonné que jusqu'à 160 km sous les nuages ​​en un seul endroit.

    Junon a un unique, orbite très elliptique, lui donnant les premières bonnes vues sur les pôles de Jupiter. Tous les 53 jours depuis juillet 2016, il a balayé aussi près que 4, 100 km au-dessus des sommets des nuages ​​de Jupiter, lui donnant d'excellentes vues de ses aurores - un type de " aurores boréales " causées par des courants électriques dans la magnétosphère en rotation rapide (un champ magnétique) interagissant avec l'atmosphère de la planète - et les régions polaires de l'atmosphère dans le visible, lumière infrarouge et ultraviolette.

    En plus d'étudier les aurores et la magnétosphère, Juno aide également les scientifiques à sonder le champ gravitationnel de l'intérieur de Jupiter avec des détails exquis en surveillant de petits ajustements à l'orbite du vaisseau spatial - jusqu'à 3, 000km sous les nuages.

    Tourné par Junon. Crédit :NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill, CC BY-SA

    Étant la plus grande planète du système solaire, Jupiter possède un rayon plus de 10 fois celui de la Terre, à près de 70 ans, 000km. Les vents contrarotatifs dans les zones et les ceintures atteignent des vitesses de 100 mètres par seconde. Sa composition principale est l'hydrogène et l'hélium - les restes du nuage dense de gaz et de poussière, connue sous le nom de nébuleuse solaire, qui a formé notre système solaire il y a 4,6 milliards d'années.

    Sous les sommets des nuages, on pense que la pression du gaz augmente énormément. A seulement 3 ans, 000km sous les nuages, la pression doit atteindre 100, 000 bars, qui est la pression nécessaire pour synthétiser le diamant sur Terre. Plus loin vers le centre, la pression et la température augmentent encore plus, et l'hydrogène commence à se comporter comme un métal. Les modèles montrent qu'encore plus loin, nous atteindrions un noyau glacial et rocheux avec un rayon d'environ 20% de celui de Jupiter. Les modèles ne sont pas si fiables que ça, et c'est là qu'intervient Juno.

    Motifs polaires particuliers

    Les scientifiques ont été extrêmement surpris la première fois qu'ils ont vu les pôles d'une autre géante gazeuse - Saturne. Cassini a confirmé la découverte par le Voyager d'un étrange, énorme hexagone dans l'atmosphère de Saturne près des pôles. Cela entoure un ouragan polaire d'un diamètre de 1, 250km.

    Au plus grand Jupiter, les scientifiques ne s'attendaient pas du tout à voir ce schéma. Au lieu, les théories suggéraient que les zones et les ceintures au centre s'affaibliraient vers les pôles conduisant à des turbulences chaotiques, plutôt que des modèles structurés.

    Hexagone au pôle de Saturne. Crédit :NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

    Mais grâce à Junon, les scientifiques ont maintenant découvert un énorme cyclone à chaque pôle, environ 4, 000km de diamètre au nord et 5, 600km au sud. Remarquablement, ceux-ci sont entourés de huit cyclones de taille similaire au nord, et cinq dans le sud. Ces cyclones semblent remarquablement stables au cours du temps que Juno les a imagés dans le visible et l'infrarouge.

    Les huit cyclones du nord forment une forme de "ditétragon" (c'est ce que vous obtenez si vous connectez deux pyramides à la base) et les cinq cyclones du sud forment une forme de pentagone (voir l'image principale). Nous ne comprenons pas encore ce qui les cause et pourquoi ils sont si persistants. La force de la rotation de Jupiter, combiné à son rayon plus petit au pôle, devrait déplacer beaucoup plus de cyclones vers les pôles en continu, mais cela semble ne pas arriver.

    Sous les nuages

    Un autre des mystères de Jupiter était de savoir si ses zones et ses ceintures étaient peu profondes ou profondes dans l'atmosphère. La réponse de Junon est profonde.

    Ce résultat est venu de mesures de son champ de gravité, que les scientifiques ont maintenant découvert présentent une asymétrie nord-sud. C'était inattendu à Jupiter - un lourd, rotation rapide, planète aplatie (aplatie aux pôles). L'explication est que les flux atmosphériques sous les nuages ​​doivent être présents.

    Le pôle sud de Jupiter. Crédit :NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles

    Un autre article révèle que ces courants-jets atmosphériques circulent sous chacune des zones et ceintures, et atteindre tout le chemin jusqu'à 3, 000km. Cependant, la masse d'atmosphère impliquée dans ces énormes mouvements ne correspond qu'à environ 1% de la masse totale de Jupiter.

    En surveillant la rotation de la planète entière, les scientifiques ont également découvert qu'en dessous du niveau de 3000 km, Jupiter tourne efficacement comme un corps rigide – plus lentement que le gaz baratté ci-dessus. A ce niveau, la température et la pression font circuler des courants électriques, et cela crée une force de traînée magnétique qui commence à ralentir le mouvement du vent.

    Les nouveaux résultats peuvent maintenant être mis en contexte avec d'autres organismes - en particulier avec Saturne, avec ses vents de zone atteignant 500 mètres par seconde. D'après ce que nous savons maintenant de Jupiter, il semble probable que les courants-jets de Saturne atteignent encore plus profondément à 9, 000km. La comparaison des modèles des cyclones persistants de Jupiter avec l'hexagone et l'ouragan de Saturne pourrait également nous aider à comprendre les causes de ces caractéristiques mystérieuses.

    Excitant, les nouvelles données peuvent également nous aider à comprendre les planètes géantes gazeuses dans d'autres systèmes solaires. Par exemple, nous savons maintenant que ceux plus grands que Jupiter auraient des courants-jets moins profonds en dessous de leurs zones et ceintures.

    Les futures missions telles que JUICE de l'ESA et les sondes atmosphériques proposées par Saturne pourraient être en mesure de voir plus profondément que Juno, pour nous en dire plus sur la structure interne profonde de cette magnifique planète géante - nous aidant finalement à avoir une image complète de la façon dont elle s'est formée et a évolué.

    Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.




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