Sciences - Santé La planète Jupiter apparaît comme "un monde complexe, gigantesque et turbulent", et surtout très différent de ce que les scientifiques imaginaient. C'est ce qu'a expliqué la Nasa cette nuit sur base des images fournies par la sonde Juno. La sonde spatiale américaine Juno, en orbite autour de Jupiter depuis juillet, a détecté de gigantesques ouragans sur ses pôles et effectué des observations inédites sur l'atmosphère et l'intérieur de la plus grande planète du système solaire. Deux des premières études effectuées avec les données transmises par Juno ont été publiées jeudi dans la revue américaine Science.

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Cette image montre le pôle Sud de Jupiter, vu par la sonde Juno à une altitude de 52 000 kilomètres. Les structures ovales sont des cyclones de plus de 1000 kilomètres de diamètre.

"Il se passe tellement de choses que nous ne pensions pas que nous aurions à repenser entièrement notre façon de voir Jupiter", a résumé Scott Bolton, le responsable scientifique de la mission destinée à percer les secrets de la planète gazeuse géante, lors d'une conférence de presse téléphonique. Outre les deux études dans Science, 44 autres recherches à partir des données recueillies par Juno paraissent dans le Geophysical Research Letters

Masse brillantes de forme ovale

L'orbite elliptique de la sonde a permis aux scientifiques de faire des observations totalement nouvelles. Juno a pu survoler les pôles de Jupiter et s'approcher à moins de 5.000 kilomètres au-dessus de la couche nuageuse de sa haute atmosphère. "Les images des régions polaires de Jupiter, jamais vues auparavant, montrent des masses brillantes de forme ovale qui sont notamment très différentes de ce qu'on a pu observer aux pôles de Saturne", une autre planète géante gazeuse, écrivent les scientifiques. En fait, il s'agit d'ouragans géants d'un diamètre pouvant atteindre 1.400 kilomètres.


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Vue de Jupiter montrant les nuages et un ouragan ( la forme ovale blanche) au-dessus de l'hémisphère sud de la planète. Crédits: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Bjorn Jonsson

En s'approchant de la couche nuageuse, Juno, qui est équipée de neuf instruments scientifiques, a pu mesurer l'activité thermale dans les profondeurs de l'atmosphère jovienne. Les données recueillies révèlent des structures inattendues que les scientifiques ont interprétées comme des indications de masses d'ammoniaque provenant des profondeurs de l'atmosphère et formant des systèmes météorologiques.

Une analyse du champ magnétique de Jupiter a aussi révélé qu'il était beaucoup plus intense à proximité de la planète que ce que les modèles mathématiques prévoyaient. Il est environ dix fois plus puissant que le champ magnétique terrestre.

Pluie d'électrons

Juno a également mesuré le champ gravitationnel jovien pour déterminer si la planète avait un noyau solide comme certains modèles le prédisent. Les résultats "ne sont pas clairs", indiquant qu'il ne s'agit apparemment pas d'un petit noyau solide, sans pouvoir vraiment en définir la nature. Au contraire, selon Scott Bolton, le noyau pourrait être partiellement dissout et nettement plus grand que les prédictions des scientifiques.

Au-dessus des pôles, Juno a détecté des jets d'électrons provenant des vents solaires qui arrosent la haute atmosphère de Jupiter et pourraient alimenter les énormes aurores boréales observées par les caméras en infra-rouge de la sonde de 3.6 tonnes. Ces pluies d'électrons paraissent avoir une distribution différente que celles qui se produisent au-dessus de l'atmosphère terrestre. Cela suggère des interactions de Jupiter avec l'environnement spatial entièrement différentes, selon les chercheurs.

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Cette séquence d'image montre comme l'aspect de Jupiter change au fur et à mesure que la sonde Juno s'approche de Jupiter. Tous les 53 jours, en deux heures, la sonde passe du pôle Nord de Jupiter, jusqu'à son point d'approche le plus proche de la planète, puis passe au-dessus du pôle Sud.

Mystérieuse tache rouge

"Le prochain survol rapproché est prévu le 11 juillet et nous passerons directement au-dessus du phénomène le plus remarquable de tout le système solaire, que connaissent tous les écoliers, à savoir la grande tache rouge de Jupiter", a indiqué Scott Bolton."Si quelqu'un va expliquer l'énigme de ce qui se trouve sous ce gigantesque tourbillon, c'est Juno et ses instruments capables de pénétrer ces épaisses couches nuageuses", a-t-il assuré.

Lancée le 5 août 2011, la sonde, s'est mise en orbite autour de Jupiter le 4 juillet 2016. Juno est passée le 27 août au plus près de la planète, à 4.200 km au-dessus de la couche de nuages. Juno, une mission de 1,1 milliard de dollars, doit rester au total une vingtaine de mois autour de Jupiter dont elle doit effectuer 37 survols, pour la plupart entre 10.000 et 4.667 kilomètres au-dessus des nuages. Les survols de Juno sont beaucoup plus proches que le précédent record de 43.000 kilomètres, établi par la sonde américaine Pioneer 11 en 1974.


Des Belges ont pris part à la mission Juno

La Belgique a joué un rôle dans ces découvertes étonnantes concernant la planète Jupiter. L'Université de Liège a en particulier étudié les aurores boréales que l'on observe aux pôles de Jupiter. Et là aussi, il y a des surprises. "Jusqu’à présent, pour les scientifiques, l’intense émission aurorale était associée à un gigantesque système de courant électrique connectant l’atmosphère de Jupiter avec les particules chargées en rotation autour de Jupiter via les lignes de champ magnétique", explique Denis Grodent, scientifique de l'Ulg. Ce modèle théorique a été pour la première fois confronté aux observations de la sonde Juno qui est en train d’étudier les régions polaires de Jupiter, jusque-là inexplorées. Les mesures effectuées lors de sa première orbite, et confirmées depuis lors, montrent que le mécanisme en jeu est beaucoup plus complexe. « Les images captées par les caméras ultraviolette et infrarouge à bord de Juno révèlent une aurore composée de nombreuses structures aux détails très fins et dont l’apparence varie en fonction de la longueur d’onde », commente son collègue Jean-Claude Gérard. En outre, les caractéristiques du champ magnétique et des électrons responsables des émissions aurorales de Jupiter ne sont pas conformes aux prévisions des modèles jusqu’ici largement acceptés par la communauté scientifique.

Les résultats publiés cette semaine dans Science synthétisent les données récoltées au cours du premier passage au périjove, le point de l’orbite de Juno le plus proche de Jupiter. Lors de cette phase d’une dizaine d’heures, les deux pôles de Jupiter ont été successivement survolés, ce qui a permis à la sonde Juno de mesurer avec une précision inégalée le champ magnétique de la planète ainsi que l’énergie et la direction des particules chargées accélérées dans ce champ. « Nous avons vu pour la première fois à quoi ressemble l’aurore dans son ensemble, y compris dans les régions polaires de Jupiter qui ne sont pas visibles depuis la Terre », insiste Bertrand Bonfond de l'Ulg. Notons que par ailleurs le Centre Spatial de Liège (CSL) a conçu et testé une composante importante d'un instrument à bord de Juno. Il s'agit du spectro-imageur ultraviolet qui permet d’élargir le champ de vue et de sélectionner des cibles aurorales particulière. 

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Les images des aurores aux pôles de Jupiter grâce au spectrographe ultraviolet de la sonde Juno.