Le télescope spatial Hubble, la sonde Juno en orbite autour de Jupiter et l'Observatoire Gemini se sont associés pour plonger leurs instruments dans les gigantesques tempêtes qui balaient la surface de la géante du système solaire. Les scientifiques ont pu ainsi disposer de clichés à plusieurs longueurs d'ondes : infrarouge pour Gemini, ultraviolet et optique pour Hubble et radio pour Juno. Les données acquises pendant près de trois ans permettent de mieux comprendre comment se forment les orages sur Jupiter.
Une image de Jupiter en infrarouge réalisée par le télescope Gemini Nord. Crédit : International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA, M.H. Wong (UC Berkeley) (cliquez sur l'image pour la voir en grand)
Le "lucky imaging"
Sur Jupiter, sévissent en effet des orages presque similaires à ceux qui détonent sur Terre, avec des éclairs et de la foudre. La puissance de ces phénomènes est toutefois bien plus grande, en corrélation avec la taille de la planète. Certains éclairs émettent ainsi jusqu'à trois fois plus d'énergie que sur Terre. Une partie de cette énergie est émise sous forme d'ondes radio qui peuvent être détectées par Juno, la sonde qui survole tous les 53 jours la surface de Jupiter. A chacun de ces passages, Hubble et le télescope Gemini Nord capturent simultanément des images globales de Jupiter et délivrent ainsi des informations qui sont essentielles pour interpréter les observations rapprochées de Juno. Les chercheurs en charge de l'instrument sur Terre ont pour cette campagne utilisé une technique nommée "lucky imaging" (imagerie chanceuse) qui consiste à prendre un grand nombre de clichés avec un temps d'exposition très court et ensuite de sélectionner seulement les plus nets. Grâce à cette sorte de loterie, ils ont pu obtenir l'une des images les plus précises de Jupiter obtenues depuis la surface terrestre.
Comment les instruments ont sondé les orages sur Jupiter. Crédit : NASA, ESA, MH Wong (UC Berkeley), A. James et MW Carruthers (STScI) et S. Brown (JPL). (cliquez sur l'image pour la voir en grand)
En combinant les trois sources de données, l'équipe de recherche a découvert que la foudre et certains des plus grands systèmes de tempête qui les créent se forment dans et autour de grandes cellules convectives que l'on trouve au-dessus d'immenses nuages formés de glace d'eau et de liquide. "Les scientifiques surveillent la foudre parce qu'il s'agit d'un marqueur de convection, le processus de mélange turbulent qui transporte la chaleur interne de Jupiter jusqu'au sommet des nuages visibles", explique Michael Wong, de l'Université de Californie à Berkeley dans un communiqué. Bien d'autres renseignements ont pu être tirés de cette triple observation, ils font l'objet d'une publication dans The Astrophysical Journal.
Gros plan sur la Grande tache rouge
Durant les créneaux de temps alloués à cette recherche, les scientifiques ont également pu imager l'emblématique Grande tache rouge de Jupiter. Découverte par l'astronome français Jean-Dominique Cassini en 1665, cette anomalie atmosphérique est en fait un anticyclone de 12.000 kilomètres de long et 15.000 de large au sein duquel les vents soufflent à 700 km/h !
En haut à droite, la tache rouge vue par Hubble en lumière optique, à droite en infrarouge avec Gemini. En bas, une autre vue de Hubble en optique, la même image dans le proche ultraviolet et une combinaison des deux sources. Crédit : NASA, ESA et MH Wong (UC Berkeley) et Al. (cliquez sur l'image pour la voir en grand)
Sur les images de Hubble des zones sombres apparaissent à l'intérieur de la Grande tache rouge. Le télescope spatial observe ce qui se passe à sa surface et la nature de ces zones restaient indéfinies. Mais en plongeant un peu plus en profondeur, grâce à Gemini, ces zones apparaissent très brillantes aux infrarouges : ce sont des endroits où la couverture nuageuse est moins dense et laisse jaillir la chaleur émanant de l'intérieur de la planète. Ces mêmes nuages ainsi que la brume dans la Grande tache absorbent la longueur d'onde bleu ce qui explique qu'elle apparaisse rouge et les données de Hubble montrent que le voile continue d'absorber également les longueurs d'onde ultraviolettes plus courtes. Cette Grande tache rouge qui orne Jupiter depuis des siècles est cependant en train de se résorber comme l'ont démontré d'autres mesures de la sonde Juno et devrait disparaître d'ici quelques dizaines d'années.
