Jupiter a été observé avec SOFIA en faisant avancer la fente spectroscopique FORCAST à travers la planète. Le panneau de gauche montre une image en lumière visible de Jupiter avec des rectangles bleus illustrant l'orientation et la taille de la fente FORCAST. Pour chaque pointage du télescope, le spectre a été fait à chaque position le long de la fente. Les deux panneaux de droite montrent des images SOFIA de Jupiter réalisées en combinant les longueurs d'onde dans deux des fentes. La grande tache rouge de Jupiter est évidente et a tourné entre les différentes observations. Le contenu total des informations est constitué d'images complètes de Jupiter à toutes les longueurs d'onde comprises entre 17,9 et 32,9 microns, ou équivalent, spectres à chaque position. Crédit :Image en lumière visible :Anthony Wesley. Slitscan FORCAST :NASA/SOFIA/Fletcher et al.
Pour la première fois depuis les missions jumelles du vaisseau spatial Voyager en 1979, des scientifiques ont produit des cartes infrarouges lointaines de Jupiter à l'aide de l'observatoire stratosphérique de la NASA pour l'astronomie infrarouge, SOFIA. Ces cartes ont été créées à partir des études des chercheurs sur la circulation des gaz dans l'atmosphère de la planète géante gazeuse.
Les observations infrarouges fournissent des détails impossibles à d'autres longueurs d'onde. Lorsque les planètes gazeuses comme Jupiter sont étudiées avec la lumière visible, ils ne peuvent voir que la lumière réfléchie par le sommet des nuages de gaz qui composent l'atmosphère. L'utilisation de la lumière infrarouge permet aux scientifiques de voir au-delà des nuages et dans les couches profondes de l'atmosphère, offrant une vue tridimensionnelle de la planète et la capacité d'étudier la façon dont les gaz circulent dans l'atmosphère.
Leigh N. Fletcher de l'Université de Leicester, Angleterre, a dirigé une équipe de chercheurs qui a utilisé le télescope SOFIA et les données de la caméra infrarouge à objets faibles pour le télescope SOFIA, connu sous le nom de FORCAST, faire ces observations. L'équipe de Fletcher recherchait les deux types d'hydrogène moléculaire, appelés "para" et "ortho" - différenciés selon que leurs protons ont des spins alignés ou opposés. La fraction d'hydrogène dans la saveur "para" est un bon indicateur des remontées de gaz des profondeurs de l'atmosphère de la planète. Cette interaction des molécules de gaz a été observée à des longueurs d'onde infrarouges comprises entre 17 et 37 microns, une gamme de spectre qui est largement inaccessible aux télescopes au sol.
Une grande partie de la compréhension actuelle des modèles de circulation de Jupiter est basée sur les résultats des missions spatiales du passé, y compris la mission Voyager, mission Galilée (1989-2003), et le vaisseau spatial Cassini, qui a survolé Jupiter en 2000. La position aéroportée de SOFIA, au-dessus de plus de 99% de la vapeur d'eau bloquant les infrarouges de la Terre, combiné avec le puissant instrument FORCAST, fournit l'une des seules installations actuelles capables d'étudier la circulation atmosphérique globale de Jupiter. Ces nouvelles observations SOFIA permettent de comparer l'évolution de la circulation atmosphérique de Jupiter au fil du temps.
Les images de SOFIA révèlent plusieurs caractéristiques intéressantes. Le froid, une tache rouge dans l'hémisphère sud indique une remontée de gaz qui refroidit l'atmosphère. La structure de la zone de ceinture près de l'équateur montre que l'équateur est froid et entouré de ceintures chaudes de gaz descendant. Le réchauffement atmosphérique des aurores joviennes dans le nord de la planète indique la présence de méthane et d'éthane dans la stratosphère. Les observations uniques de SOFIA sur la comparaison entre l'hydrogène ortho et para révèlent une tendance graduelle des régions équatoriales vers les régions polaires.
Sur la base d'observations antérieures, L'équipe de recherche de Fletcher a supposé que Jupiter devrait avoir un équilibre partout dans son atmosphère, mais ils ont découvert qu'aux basses latitudes sous les tropiques, il y a un mélange important. Les auréoles peuvent affecter ce mélange, mais d'autres observations sont nécessaires pour mieux comprendre les processus au fil du temps. Les résultats des observations de l'équipe Fletcher ont été récemment publiés dans la revue Icare .
"Ces résultats démontrent que depuis la Terre, nous pouvons désormais capturer une qualité d'observations spatialement résolue similaire à celle que nous pouvons obtenir à partir de missions spatiales comme Voyager, ", a déclaré Fletcher. "Ces observations SOFIA combleront le vide dans la couverture des longueurs d'onde des observatoires spatiaux actuels et futurs et leur fourniront un contexte spatial et temporel."
