Depuis que le vaisseau spatial Voyager 1 de la NASA a survolé Jupiter en mars, 1979, les scientifiques se sont interrogés sur l'origine des éclairs de Jupiter. Cette rencontre a confirmé l'existence de la foudre jovienne, qui avait été théorisé pendant des siècles. Mais quand le vénérable explorateur passa à toute allure, les données ont montré que les signaux radio associés à la foudre ne correspondaient pas aux détails des signaux radio produits par la foudre ici sur Terre.

Dans un nouvel article publié dans La nature aujourd'hui, des scientifiques de la mission Juno de la NASA décrivent les manières dont la foudre sur Jupiter est en fait analogue à la foudre sur Terre. Même si, à certains égards, les deux types de foudre sont des opposés polaires.

"Peu importe sur quelle planète tu te trouves, les éclairs agissent comme des émetteurs radio - envoyant des ondes radio lorsqu'ils traversent le ciel, " a déclaré Shannon Brown du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, un scientifique Juno et auteur principal de l'article. "Mais jusqu'à Junon, tous les signaux de foudre enregistrés par les engins spatiaux [Voyagers 1 et 2, Galilée, Cassini] étaient limités soit à des détections visuelles, soit à partir de la gamme des kilohertz du spectre radio, malgré une recherche de signaux dans la gamme des mégahertz. De nombreuses théories ont été avancées pour l'expliquer, mais aucune théorie ne pourrait jamais obtenir la traction comme réponse. "

Entre Junon, qui orbite autour de Jupiter depuis le 4 juillet, 2016. Parmi sa suite d'instruments hautement sensibles se trouve le Microwave Radiometer Instrument (MWR), qui enregistre les émissions de la géante gazeuse sur un large spectre de fréquences.

"Dans les données de nos huit premiers survols, Le MWR de Juno a détecté 377 décharges de foudre, " a déclaré Brown. " Ils ont été enregistrés dans la gamme mégahertz ainsi que gigahertz, c'est ce que vous pouvez trouver avec les émissions de foudre terrestres. Nous pensons que la raison pour laquelle nous sommes les seuls à pouvoir le voir est que Juno vole plus près de l'éclairage que jamais auparavant, et nous recherchons à une fréquence radio qui traverse facilement l'ionosphère de Jupiter."

Alors que la révélation a montré à quel point la foudre de Jupiter est similaire à celle de la Terre, le nouveau document note également que l'endroit où ces éclairs clignotent sur chaque planète est en fait assez différent.

"La distribution des éclairs de Jupiter est inversée par rapport à la Terre, " a déclaré Brown. " Il y a beaucoup d'activité près des pôles de Jupiter mais aucune près de l'équateur. Vous pouvez demander à n'importe qui qui vit sous les tropiques, ce n'est pas vrai pour notre planète."

Pourquoi les éclairs se rassemblent-ils près de l'équateur sur Terre et près des pôles sur Jupiter ? Suivez la chaleur.

La Terre tire la grande majorité de sa chaleur extérieurement du rayonnement solaire, grâce à notre Soleil. Parce que notre équateur subit de plein fouet ce soleil, l'air chaud et humide y monte (par convection) plus librement, qui alimente des orages imposants qui produisent des éclairs.

L'orbite de Jupiter est cinq fois plus éloignée du Soleil que celle de la Terre, ce qui signifie que la planète géante reçoit 25 fois moins de lumière solaire que la Terre. Mais même si l'atmosphère de Jupiter tire la majorité de sa chaleur de la planète elle-même, cela ne rend pas les rayons du soleil sans importance. Ils apportent un peu de chaleur, réchauffer l'équateur de Jupiter plus que les pôles, tout comme ils réchauffent la Terre. Les scientifiques pensent que ce réchauffement à l'équateur de Jupiter est juste suffisant pour créer une stabilité dans la haute atmosphère, inhibant la montée de l'air chaud de l'intérieur. Les pôles, qui n'ont pas cette chaleur d'altitude et donc aucune stabilité atmosphérique, permettre aux gaz chauds de l'intérieur de Jupiter de s'élever, entraînant la convection et créant ainsi les ingrédients de la foudre.

"Ces résultats pourraient aider à améliorer notre compréhension de la composition, circulation et flux d'énergie sur Jupiter, " dit Brown. Mais une autre question se profile, elle a dit. "Même si nous voyons des éclairs près des deux pôles, pourquoi est-il principalement enregistré au pôle nord de Jupiter ?"

Dans un deuxième article éclair Juno publié aujourd'hui dans Nature Astronomy, Ivana Kolmašová de l'Académie tchèque des sciences, Prague, et collègues, présentent la plus grande base de données d'émissions radio basse fréquence générées par la foudre autour de Jupiter (sifflements) à ce jour. L'ensemble de données de plus de 1, 600 signaux, collecté par l'instrument Juno's Waves, est près de 10 fois le nombre enregistré par Voyager 1. Juno a détecté des taux de pointe de quatre éclairs par seconde (similaires aux taux observés dans les orages sur Terre), ce qui est six fois plus élevé que les valeurs de pointe détectées par Voyager 1.

"Ces découvertes ne pouvaient se faire qu'avec Juno, " a déclaré Scott Bolton, chercheur principal de Juno du Southwest Research Institute, San Antonio. "Notre orbite unique permet à notre vaisseau spatial de voler plus près de Jupiter que tout autre vaisseau spatial de l'histoire, donc la force du signal de ce que la planète rayonne est mille fois plus forte. Aussi, nos instruments à micro-ondes et à ondes plasma sont à la pointe de la technologie, nous permettant de détecter même les signaux de foudre faibles de la cacophonie des émissions radio de Jupiter. "

Le vaisseau spatial Juno de la NASA effectuera son 13e survol scientifique au-dessus des mystérieux sommets des nuages ​​de Jupiter le 16 juillet.