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La sonde Juno révèle que des « farfadets » pourraient danser dans l’atmosphère de Jupiter

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| NASA

Spectacle recherché par les photographes du ciel, les farfadets (ou sprites) sont d’impressionnants événements atmosphériques lumineux produits par de violents orages. Bien que plusieurs modèles atmosphériques planétaires aient prédit la possible existence de sprites sur d’autres planètes, les scientifiques n’en ont toujours observé que sur Terre. Mais cette situation pourrait avoir changé. En effet, de récentes données d’observation issues de la sonde jovienne Juno révèlent que ces phénomènes pourraient également se produire dans l’atmosphère de Jupiter.

De nouveaux résultats de la mission Juno de la NASA concernant Jupiter suggèrent que des « sprites » pourraient danser dans la haute atmosphère de la plus grande planète du Système solaire. C’est la première fois que ces éclairs de lumière brillants, imprévisibles et extrêmement brefs — formellement connus sous le nom d’événements lumineux transitoires, ou TLE — sont observés sur une autre planète. Les résultats ont été publiés dans la revue Journal of Geophysical Research : Planets.

Les scientifiques ont prédit que ces éclairs de lumière brillants et ultrarapides devaient être présents dans l’immense atmosphère bouillonnante de Jupiter, mais leur existence est restée théorique. Puis, durant l’été 2019, des chercheurs travaillant avec des données de l’instrument spectrographe ultraviolet (UVS) de Juno ont découvert quelque chose d’inattendu : une strie brillante et étroite d’émission ultraviolette qui a disparu en un éclair.

« L’UVS a été conçu pour caractériser les magnifiques lumières du nord et du sud de Jupiter. Mais nous avons découvert des images qui montraient non seulement une aurore jovienne, mais aussi un flash lumineux de lumière UV dans un coin où il n’était pas censé être. Plus notre équipe l’a regardé, plus nous avons réalisé que Juno pouvait avoir détecté un TLE sur Jupiter », révèle Giles, planétologue dans l’équipe de Juno.

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Des événements lumineux bien connus sur Terre

Nommés d’après un personnage espiègle et vif d’esprit du folklore anglais, les sprites sont des événements lumineux transitoires déclenchés par des décharges de foudre provenant d’orages situés en dessous. Sur Terre, ils se produisent jusqu’à 97 kilomètres au-dessus d’orages intenses et imposants et éclairent une région du ciel de plusieurs dizaines de kilomètres de diamètre, mais ne durent que quelques millisecondes.

image illustration structure farfadet sprite
Image d’illustration montrant la structure d’un sprite jovien. Crédits : NASA

Ressemblant presque à une méduse, les sprites présentent un bulbe central lumineux (sur Terre, ils mesurent entre 24 et 48 kilomètres), avec de longues vrilles s’étendant à la fois vers le sol et vers le haut. Les ELBPIE (abréviation de « Emission de lumière et de perturbations à très basse fréquence dues aux sources d’impulsions électromagnétiques ») apparaissent comme un disque aplati brillant dans la haute atmosphère de la Terre. Eux aussi, éclairent le ciel pendant quelques millisecondes, mais peuvent devenir plus grands que les sprites — jusqu’à 320 kilomètres de diamètre sur Terre.

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Leurs couleurs sont également distinctives. Sur Terre, les sprites et les ELBPIE apparaissent de couleur rougeâtre en raison de leur interaction avec l’azote dans la haute atmosphère. Mais sur Jupiter, la haute atmosphère se compose principalement d’hydrogène, donc ils apparaitraient bleus ou roses.

Des phénomènes joviens ressemblant fortement à des TLE

L’apparition de sprites et d’ELPBIE sur Jupiter a été prédite par plusieurs études publiées antérieurement. En synchronisation avec ces prévisions, les 11 événements lumineux à grande échelle que l’instrument UVS de Juno a détectés se sont produits dans une région où l’on sait que des orages de foudre se forment. Les auteurs peuvent également exclure qu’il s’agissait simplement de méga-éclairs, car ils ont été trouvés à environ 300 kilomètres au-dessus de l’altitude où se forme la majorité des éclairs de Jupiter. Et l’UVS a enregistré que le spectre des flashs brillants était dominé par les émissions d’hydrogène.

localisation farfadets atmosphère Jupiter UVS Juno
Le pôle Sud de Jupiter est visible sur cette image annotée des données de l’instrument du spectrographe ultraviolet (UVS) à bord du vaisseau spatial Juno de la NASA. Les bandes de blanc et de bleu lumineux près du pôle Sud sont les aurores boréales de Jupiter. Mais les chercheurs ont également remarqué un flash lumineux inhabituel bien éloigné de la région aurorale, mis en évidence ici par le cercle jaune. Les planétologues pensent qu’il pourrait s’agir de TLE provoqués par les orages joviens. Crédits : NASA

« Nous continuons à chercher des signes plus révélateurs d’ELPBIE et de sprites chaque fois que Juno passe. Maintenant que nous savons ce que nous recherchons, il sera plus facile de les trouver sur Jupiter et sur d’autres planètes. Et comparer les sprites et les ELPBIE de Jupiter avec ceux ici sur Terre nous aidera à mieux comprendre l’activité électrique dans les atmosphères planétaires », conclut Giles.

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