Une image fascinante de Jupiter révèle les secrets d’une tempête monumentale

Cette étonnante image infrarouge de Jupiter a été prise depuis la surface de la Terre, plus précisément depuis l’observatoire Gemini à Hawaï. Combinée à d’autres données d’observation, la nouvelle image en révèle davantage sur les tempêtes épiques de la géante gazeuse et sur une caractéristique étrange de sa Grande Tache Rouge.

Image d’entête – (International Gemini Observatory/ NOIRLab/ NSF/ AURA M.H. Wong & team/ Mahdi Zamani)

Une nouvelle étude publiée cette semaine (lien plus bas) analyse trois années de données sur Jupiter recueillies par trois sources très différentes : le télescope Gemini North de l’Observatoire Gemini sur le Maunakea d’Hawaii, le télescope spatial Hubble et la sonde spatiale Juno de la NASA, qui est actuellement en orbite autour de la géante gazeuse. La cerise sur le gâteau de cette nouvelle étude, menée par l’astronome Michael Wong de l’université de Berkeley, est une image exceptionnellement détaillée de Jupiter, montrant la planète en infrarouge.

Une technique appelée « lucky imaging » a été utilisée pour réaliser cette mosaïque de photos. Après avoir pris des centaines d’images à courte exposition d’une zone ciblée, les astronomes conservent les images prises pendant les périodes de stabilité atmosphérique et jettent les autres. Seules les meilleures images sont utilisées pour créer une mosaïque de la planète entière, ce qui permet d’obtenir une vue de Jupiter en très haute définition, vue depuis la surface de la Terre.

Avant / après l’application de la technique lucky imaging. Au cours d’une seule nuit d’observations d’imagerie chanceuses, le télescope prend des centaines d’expositions de la cible. Certaines seront floues, mais de nombreuses expositions seront prises lorsque la vue vers l’espace est immobile et exempte de perturbations (à droite). (International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA, M.H. Wong (UC Berkeley))

Gemini a visualisé Jupiter à des résolutions atteignant 500 kilomètres, sur une planète mesurant 139 820 kilomètres de large et à une distance moyenne de 778 millions de kilomètres de la Terre. A cette résolution, selon Andrew Stephens, astronome de Gemini et coauteur de l’étude :

Le télescope pourrait résoudre les deux phares d’une voiture à Miami, vus de New York.

L’intérieur de Jupiter, qui tourne en rond, produit de la chaleur qui s’infiltre dans sa haute atmosphère, que le télescope Gemini peut détecter grâce à son imageur dans le proche infrarouge. Mais les couches nuageuses de Jupiter sont d’une épaisseur inégale, ce qui entraîne l’effet « citrouille d’Halloween ». En regardant l’image, vous pouvez voir instantanément où les nuages sont les plus épais, les zones sombres, et où ils sont plus fins et plus brumeux, les zones claires.

Avec l’ajout des données de Hubble, les chercheurs ont acquis des vues de Jupiter dans l’infrarouge et l’ultraviolet sur plusieurs longueurs d’onde, et la sonde Juno leur a donné le pouvoir de détecter les émissions radio de la planète. Cela a permis à l’équipe d’étudier les effets atmosphériques tels que la répartition des vents, les perturbations atmosphériques et les tempêtes cycloniques, ces dernières pouvant durer des années, voire des siècles.

Juno a enregistré des pics radio occasionnels causés par des éclairs dans l’atmosphère jovienne. Les chercheurs ont réussi à localiser ces éclairs et à les faire correspondre aux observations simultanées de Gemini et Hubble. Cela a permis de découvrir que les éclairs et les gros orages qui les produisent se forment à proximité de gigantesques cellules convectives, qui se dressent au-dessus de nuages plus profonds constitués d’eau et d’autres liquides.

Illustration de ce qui est décrit ci-dessus. (NASA, ESA, M.H. Wong/UC Berkeley, A. James & M.W. Carruthers/STScI)

Ces observations ont également permis de résoudre un mystère concernant certaines formes à l’intérieur de la Grande Tache Rouge de Jupiter. Il s’avère que ces taches ne sont pas des zones étrangement colorées dans le vortex tourbillonnant lui-même, mais plutôt des trous dans la couverture nuageuse, comme l’ont révélé les vues infrarouges haute résolution de Gemini.

Ces images de la Grande Tache Rouge de Jupiter ont été réalisées à partir des données recueillies par le télescope spatial Hubble et l’observatoire Gemini le 1er avril 2018. (NASA, ESA & M.H. Wong/UC Berkeley & team)

On ne peut pas s’attendre à ce qu’un seul instrument puisse tout faire, mais lorsque vous combinez ces puissants outils, des choses assez étonnantes peuvent se produire.

L’étude publiée dans The Astrophysical Journal Supplement Series : High-resolution UV/Optical/IR Imaging of Jupiter in 2016–2019 et présentée sur le site du Hubble : Telescopes and Spacecraft Join Forces to Probe Deep into Jupiter’s Atmosphere.