Tandis que nous pensions bien connaître la planète Jupiter, de nouvelles données révélées par le vaisseau Juno de la NASA remettent en question de très nombreuses hypothèses concernant la géante gazeuse.

La première découverte, comme l’explique l’enquêteur principal de la mission Juno des deux survols initiaux en août 2016, décrit des cyclones géants, un champ magnétique très puissant et d’étranges aurores boréales qui se comportent de manière totalement différente de celles que l’on peut observer sur terre.

Ces découvertes ont été faites lorsque le vaisseau spatial Juno a littéralement plongé dans les quelques 5000 kilomètres des sommets nuageux de la planète gazeuse et y a dérivé, survolant les pôles de la planète. « Ce que nous avons appris jusqu’ici est bouleversant pour la Terre. Ou devrais-je dire, bouleversant pour Jupiter », a déclaré Scott Bolton, le chercheur principal de la mission Juno, au South Research Insitute. « Les découvertes concernant sa composition, sa magnétosphère et ses pôles sont aussi étonnantes que les photos que la mission génère », a-t-il ajouté.

Après un long voyage de cinq ans au départ de la Terre, la sonde Juno est finalement entrée dans l’orbite de Jupiter en juillet 2016. Dès lors, elle a pu capturer des premières images impressionnantes des tempêtes géantes en forme d’ovales situées aux pôles nord et sud de la planète. La sonde a également enregistré des sons étranges lorsqu’elle est entrée dans l’énorme magnétosphère de la planète, qui se contracte et se développe selon les mouvements du vent solaire.

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Crédits : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles

Mais il faut savoir que le vaisseau spatial Juno n’a pas parcouru 2,8 milliards de kilomètres dans l’espace seulement pour prendre des images spectaculaires de la planète et enregistrer des bruits étranges. La sonde a également recueilli des données concernant la structure intérieure, l’atmosphère et le champ magnétique de Jupiter avec ses huit instruments embarqués. Mais la véritable mission de la sonde est de cartographier la géante gazeuse de manière très détaillée. Ces données aideront les scientifiques à en apprendre davantage sur la manière dont les planètes de notre système solaire, y compris la Terre, se sont formées, il y a environ 4,5 milliards d’années.

La première étude, dirigée par Bolton, décrit des tempêtes massives et des cyclones regroupés autour des pôles (précédemment invisibles) de Jupiter. Ces images ont révélé des caractéristiques ovales et chaotiques, qui sont, selon les régions polaires, complètement différentes de celles de Saturne. Lorsque les chercheurs ont créé un time-lapse avec les images prises par la sonde, ils ont constaté que ces ovales étaient en réalité des cyclones gigantesques. Certains de ces cyclones faisaient jusqu’à 1400 kilomètres de large, ce qui représente 10 fois la taille des plus grands cyclones terrestres jamais observés. Les orages atteignaient également près de 100 kilomètres de haut, dans l’atmosphère de Jupiter.

Mais ce qui a le plus surpris les scientifiques était la découverte réalisée en-dessous des nuages lorsque Juno a mesuré la structure thermique de l’atmosphère de la géante gazeuse. En effet, la sonde a analysé l’atmosphère profonde de la planète et les données ont démontré d’étranges panaches d’ammoniaque provenant de la zone équatoriale, formant des systèmes météorologiques géants qui s’étendent bien au-dessous des sommets nuageux. « Cela ressemble à une version plus profonde et plus large des courants d’air qui s’élèvent de l’équateur terrestre et génèrent les alizés », explique Bolton.

D’ailleurs, les découvertes ont été encore plus étranges lors de la seconde étude, lorsque Juno a examiné de plus près le champ magnétique de Jupiter (qui est le plus grand objet du Système solaire). Alors que les chercheurs étaient bien conscients de la puissance et de l’énormité de ce champ magnétique, ils ont été surpris de constater qu’il était en réalité deux fois plus puissant que ce que prévoyaient les modèles.

Mesurée à 7,766 Gauss, la région examinée par le vaisseau spatial était 10 fois plus puissante que le champ magnétique terrestre (qui se situe à seulement 0,66 Gauss au pôle Sud). Le champ magnétique de Jupiter est également bien plus dynamique que prévu précédemment, avec une distribution inégale.

L’enquêteur principal adjoint de la mission Juno, Jack Connerney, qui a également dirigé la seconde étude, explique que le champ magnétique bosselé de la planète indique qu’il peut provenir d’un processus proche de la surface de la planète. Ceci est donc très différent du champ magnétique de la Terre, qui provient du noyau de fer liquide en-dessous de la croûte. « Le champ magnétique semble avoir une variation spatiale beaucoup plus riche que ce que nous attendions en fonction des données récoltées par le précédent engin spatial. La chose la plus intéressante lorsqu’on étudie Jupiter est que, par rapport à la Terre, nous avons une vue plus détaillée de la façon dont fonctionnent les champs magnétiques », explique-t-il.

De plus, pouvoir observer de plus près la magnétosphère (soit l’espace autour de la planète, contrôlé par le champ magnétique) a révélé une autre surprise. Lorsque Juno a traversé la magnétosphère de la géante gazeuse en juin 2016, elle a rencontré l’arc de choc de la planète : une onde de choc qui se produit lorsque le champ magnétique commence à rediriger les vents solaires. Mais la sonde n’a traversé qu’un arc de choc, contrairement à de nombreux autres rencontrés sur d’autres orbites.

Connerney a déclaré que c’est parce que la magnétosphère de Jupiter était en expansion au moment de l’approche de la sonde Juno. « L’arc de choc varie selon sa distance de Jupiter. Il est en expansion lorsque le vent solaire est faible ou lent, et se contracte lorsque le vent solaire est fort », explique-t-il.

Une autre découverte étrange concerne les aurores bleues et violettes qui ont été détectées par la sonde Juno lorsqu’elle survolait les pôles.

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À gauche, le pôle Nord et à droite, le pôle Sud de la planète. Crédits : J.E.P. Connerney et al., Science (2017)

Sur Terre, ces aurores aux polaires se produisent lorsque les particules chargées du vent solaire sont canalisées à travers la magnétosphère de ces régions. Connerney et ses collègues ont alors pensé que ce spectacle lumineux sur Jupiter était dû à un flux similaire d’électrons se déversant dans l’atmosphère de la géante gazeuse.

Mais les instruments de Juno ont révélé qu’il n’en était rien. En effet, les aurores joviennes sont alimentées par les électrons qui sont aspirés dans la région polaire de Jupiter, ce qui signifie que la planète alimente ses aurores en lumière par elle-même. « C’est un renversement à 180 degrés par rapport à ce que nous supposions à l’origine. Nous ne nous attendions vraiment pas à voir des telles émissions aurorales fortes et provoquées par l’élimination des électrons dans les régions polaires », explique Connerney.

Et il ne s’agit que du début ! Actuellement, la sonde Juno a déjà réalisé 5 survols, sur les 33 prévus par la mission qui vise à effectuer une cartographie complète de la géante gazeuse. Son prochain survol est prévu pour le 11 juillet prochain et vise à analyser l’emblématique Grande Tache rouge.

VIDÉO : Survol de Jupiter par la sonde Juno de la NASA

Pour finir en beauté, nous vous proposons une vidéo du survol de Jupiter, extraite de notre chaîne YouTube !

Image de titre : des aurores massives de Jupiter – clichés recueillis lors du troisième survol de la sonde Juno autour de la géante gazeuse. Cette image en fausses couleurs intègre une image d’aurore australe de la Terre (approximativement à l’échelle), capturée le 11 septembre 2005.
Sources : Science (première étude), Science (seconde étude), SwRI

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