Les astronomes utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA ont observé un mystérieux vortex sombre sur Neptune s'éloigner brusquement d'une mort probable sur la planète bleue géante.

La tempête, qui est plus large que l'océan Atlantique, est né dans l'hémisphère nord de la planète et découvert par Hubble en 2018. Des observations un an plus tard ont montré qu'il a commencé à dériver vers le sud vers l'équateur, où de telles tempêtes devraient disparaître de la vue. A la surprise des observateurs, Hubble a repéré le changement de direction du vortex en août 2020, redoubler vers le nord. Bien que Hubble ait suivi des taches sombres similaires au cours des 30 dernières années, ce comportement atmosphérique imprévisible est quelque chose de nouveau à voir.

Tout aussi déroutant, la tempête n'était pas seule. Hubble a repéré une autre tache sombre plus petite en janvier de cette année qui est temporairement apparue près de son plus grand cousin. C'était peut-être un morceau du vortex géant qui s'est brisé, éloignés, puis disparu dans les observations ultérieures.

« Nous sommes enthousiasmés par ces observations car ce petit fragment sombre fait potentiellement partie du processus de perturbation de la tache sombre, " a déclaré Michael H. Wong de l'Université de Californie à Berkeley. "C'est un processus qui n'a jamais été observé. Nous avons vu d'autres taches sombres disparaître et elles sont parties, mais nous n'avons jamais rien vu perturber, même si c'est prédit dans les simulations informatiques."

La grande tempête, qui est 4, 600 milles de diamètre, est la quatrième tache sombre que Hubble a observée sur Neptune depuis 1993. Deux autres tempêtes sombres ont été découvertes par le vaisseau spatial Voyager 2 en 1989 alors qu'il survolait la planète lointaine, mais ils avaient disparu avant que Hubble puisse les observer. Depuis, seul Hubble a eu la netteté et la sensibilité à la lumière visible pour suivre ces caractéristiques insaisissables, qui sont apparus successivement puis se sont estompés sur une durée d'environ deux ans chacun. Hubble a découvert cette dernière tempête en septembre 2018.

Mauvais temps

Les tourbillons sombres de Neptune sont des systèmes anticycloniques qui peuvent se former aux latitudes moyennes et peuvent ensuite migrer vers l'équateur. Ils commencent par rester stables grâce aux forces de Coriolis, qui font tourner les tempêtes de l'hémisphère nord dans le sens des aiguilles d'une montre, en raison de la rotation de la planète. (Ces tempêtes sont différentes des ouragans sur Terre, qui tournent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre car ce sont des systèmes à basse pression.) Cependant, comme une tempête dérive vers l'équateur, l'effet Coriolis s'affaiblit et la tempête se désagrège. Dans des simulations informatiques par plusieurs équipes différentes, ces orages suivent un chemin plus ou moins rectiligne vers l'équateur, jusqu'à ce qu'il n'y ait plus d'effet Coriolis pour les maintenir ensemble. Contrairement aux simulations, la dernière tempête géante n'a pas migré dans la "zone de destruction" équatoriale.

"C'était vraiment excitant de voir celui-ci agir comme s'il était censé agir, puis tout d'un coup, il s'arrête et revient en arrière, " a déclaré Wong. "C'était surprenant."

Tache sombre Jr.

Les observations de Hubble ont également révélé que l'inversion de trajectoire déroutante du vortex sombre s'est produite en même temps qu'un nouveau point, officieusement considéré comme « dark spot jr., " est apparu. Le spot le plus récent était légèrement plus petit que son cousin, mesurant environ 3, 900 milles de diamètre. C'était près du côté de la principale tache sombre qui fait face à l'équateur - l'emplacement où certaines simulations montrent qu'une perturbation se produirait.

Cependant, le moment de l'émergence de la plus petite tache était inhabituel. "Quand j'ai vu la petite tache pour la première fois, Je pensais que le plus gros était perturbé, " a déclaré Wong. "Je ne pensais pas qu'un autre vortex se formait parce que le petit est plus loin vers l'équateur. C'est donc dans cette région instable. Mais nous ne pouvons pas prouver que les deux sont liés. Cela reste un mystère complet.

"C'est aussi en janvier que le vortex sombre a arrêté son mouvement et a recommencé à se déplacer vers le nord, " ajouta Wong. " Peut-être en se débarrassant de ce fragment, c'était suffisant pour l'empêcher de se déplacer vers l'équateur."

Les chercheurs continuent d'analyser davantage de données pour déterminer si des restes de tache noire jr. persisté jusqu'à la fin de 2020.

Les tempêtes sombres toujours déroutantes

C'est encore un mystère comment ces tempêtes se forment, mais ce dernier vortex sombre géant est le mieux étudié à ce jour. L'apparence sombre de la tempête peut être due à une couche de nuages ​​​​noirs élevée et cela pourrait renseigner les astronomes sur la structure verticale de la tempête.

Une autre caractéristique inhabituelle de la tache sombre est l'absence de nuages ​​lumineux compagnons autour d'elle, qui étaient présents dans les images de Hubble prises lors de la découverte du vortex en 2018. Apparemment, les nuages ​​ont disparu lorsque le vortex a interrompu son voyage vers le sud. Les nuages ​​brillants se forment lorsque le flux d'air est perturbé et dévié vers le haut au-dessus du vortex, provoquant probablement le gel des gaz en cristaux de glace de méthane. L'absence de nuages ​​pourrait être révélatrice d'informations sur l'évolution des taches, disent les chercheurs.

Regard météo sur les planètes extérieures

Hubble a pris de nombreuses images des taches sombres dans le cadre du programme OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy), un projet Hubble à long terme, dirigé par Amy Simon du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, qui capture chaque année des cartes globales des planètes extérieures de notre système solaire lorsqu'elles sont les plus proches de la Terre dans leurs orbites.

Les principaux objectifs d'OPAL sont d'étudier les changements saisonniers à long terme, ainsi que de capturer des événements relativement transitoires, comme l'apparition de taches sombres sur Neptune ou potentiellement Uranus. Ces sombres tempêtes peuvent être si éphémères que, dans le passé, certaines d'entre elles ont pu apparaître et s'estomper pendant des interruptions de plusieurs années dans les observations de Hubble sur Neptune. Le programme OPAL garantit que les astronomes n'en manqueront pas un autre.

"Nous ne saurions rien de ces dernières taches sombres sans Hubble, " a déclaré Simon. "Nous pouvons maintenant suivre la grande tempête pendant des années et observer son cycle de vie complet. Si nous n'avions pas Hubble, alors on pourrait penser que la Grande Tache Noire vue par Voyager en 1989 est toujours là sur Neptune, tout comme la grande tache rouge de Jupiter. Et, nous n'aurions pas su pour les quatre autres endroits découverts par Hubble. » Wong présentera les conclusions de l'équipe le 15 décembre lors de la réunion d'automne de l'American Geophysical Union.