Le monde des exoplanètes est encore loin de nous être aussi familier que celui des planètes du Système solaire. Il serait toutefois faux de dire que nous en connaissons tous les secrets, que nous sommes blasés par les images que les yeux de la Noosphère sont capables de former en se tournant, par exemple, vers les géantes gazeuses. Depuis quelques temps déjà, le télescope spatial Hubble et le télescope Gemini North sur le Mauna Kea, à Hawaï, nous livrent des images spectaculaires de JupiterJupiter prises dans plusieurs bandes spectrales.

Trois images de Jupiter (en fausses couleurs) montrent la géante gazeuse dans trois types de lumière différents : infrarouge, visible et ultraviolet. L'image de gauche a été prise en infrarouge par l'instrument Niri (Near-InfraRed Imager) à Gemini North à Hawaï, la version dans l'hémisphère nord de l'Observatoire international Gemini. L'image centrale a été prise en lumière visible par le télescope spatial Hubble. L'image de droite a été prise en lumière ultraviolette et aussi par Hubble. Toutes les observations ont été faites le 11 janvier 2017. © International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/Aura/Nasa/ESA, M.H. Wong and I. de Pater (UC Berkeley) et al.

Une vision multispectrale

Futura en avait déjà rendu compte dans de précédents articles dont celui, ci-dessous, et les astronomesastronomes menant des campagnes d'observations de la géante avec ces instruments viennent de mettre en ligne les derniers résultats de leurs travaux, même si certains se trouvent dans des articles déjà publiés depuis l'année dernière.

De même que dans le cas de la biosphèrebiosphère, de l'hydrosphèrehydrosphère et de l'atmosphèreatmosphère terrestre, sans oublier la surface minérale de la Terre, les observations dans le visible, l'infrarouge et l'ultravioletultraviolet révèlent des caractéristiques différentes des phénomènes, livrant des informations qui se complètent pour décrypter les mystères de l'UniversUnivers. Ces observations fournissent des informations sur l'atmosphère de Jupiter, chaque longueur d'ondelongueur d'onde sondant différentes couches de nuagesnuages ​​et révélant des particules de brumebrume diverses, celles-ci contenant des moléculesmolécules qui se comportent comme des colorants en raison des lois de la mécanique quantiquemécanique quantique comme l'explique par exemple le prix Nobel de PhysiquePhysique Richard Feynman dans son célèbre cours. Ainsi, la Grande Tache RougeGrande Tache Rouge a cet aspect en raison de molécules dans ces particules qui absorbent le rayonnement solairerayonnement solaire aux longueurs d'onde ultraviolettes et bleues, lui donnant donc une couleurcouleur rouge dans le visible et un aspect sombre aux longueurs d'onde ultraviolettes.

Cette dernière image de Jupiter, prise par le télescope spatial Hubble le 25 août 2020, a été capturée alors que la planète se trouvait à 653 millions de kilomètres de la Terre. La vue nette de Hubble donne aux chercheurs un rapport météo mis à jour sur l'atmosphère turbulente de la planète. Elle montre une nouvelle tempête remarquable et un cousin de la Grande tache rouge qui change de couleur – encore une fois. La nouvelle image présente également la lune glacée Europa de Jupiter. © Nasa, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), et M. H. Wong (université de Californie, Berkeley) et l'équipe Opal

Jupiter et ses tempêtes sous l'œil d'Hubble

Article de Laurent SaccoLaurent Sacco publié le 24/09/2020

Le télescope Hubble est toujours opérationnel et on peut l'utiliser pour faire un bulletin météo régulier de Jupiter comme le montrent les dernières images qu'il a prises en août 2020.

On a fêté récemment les 30 ans du télescope Hubble et si pour le moment plus aucune mission habitée du calibre de celle de la navette spatiale n'est prévue pour entretenir ses instruments, et même les upgrader avec les progrès de la technologie, le prédécesseur du James Webb n'a pas encore dit son dernier mot.

On peut s'en convaincre facilement avec la publication d'une image prise le 25 août 2020 par Hubble et montrant Jupiter et ses tempêtestempêtes ainsi que sa lune glacée, Europe, qui excite les exobiologistes avec EnceladeEncelade autour de SaturneSaturne. La mission Juice devrait bientôt permettre d'explorer les quatre luneslunes médicéennes que GaliléeGalilée avait découvertes avec sa lunette au début du XVII^e siècle. Actuellement, c'est la mission Juno qui scrute de près les arcanes de l'atmosphère de Jupiter mais Hubble nous permet aussi de surveiller sa météorologiemétéorologie, l'évolution de la Grande Tache rouge, dont la nature et le destin sont toujours quelque peu mystérieux. Hubble pourrait tout aussi bien aussi nous aider à étudier les effets d'un autre grand impact cométaire, comme il l'a déjà fait avec la mythique comètecomète Shoamaker Levy 9.

Une géante gazeuse à différentes longueurs d'onde

En attendant, Hubble nous livre les images d'une nouvelle tempête qui a débuté dans l'hémisphère nordhémisphère nord de Jupiter à des latitudeslatitudes moyennes et qui se présente comme une zone blanche et brillante étendue. Les mesures indiquent qu'elle se déplace à la vitessevitesse de 560 kilomètres à l'heure autour de la géante gazeuse. Rappelons que celle-ci à un diamètre de l'ordre de 142.000 kilomètres et tourne sur elle-même en une dizaine d'heures.

L'atmosphère de Jupiter est turbulente mais on sait que des tempêtes similaires en rotation et en forme naissent tous les six ans environ et parfois plusieurs à la fois. On distingue bien sur cette image composite des structures arrondies avec des codes de couleurs complexes « rouge, blanc et bleu » qui correspondent à des observations des instruments de Hubble dans l'ultraviolet, le visible et le proche infrarouge.

Une observation multi-longueurs d'onde en lumière ultraviolette, visible, proche infrarouge de Jupiter obtenue par le télescope spatial le 25 août 2020. L’imagerie dans le proche infrarouge de Hubble, associée à des vues ultraviolettes, présente un aspect panchromatique unique qui offre des informations sur l’altitude et la distribution de la brume et des particules de la planète. Cela complète les images en lumière visible de Hubble qui montrent des structures nuageuses ​​en constante évolution. Sur cette photo, les parties de l’atmosphère de Jupiter qui se trouvent à une altitude plus élevée, en particulier au-dessus des pôles, semblent rouges en raison des particules atmosphériques absorbant la lumière ultraviolette. Inversement, les zones bleues représentent la lumière ultraviolette réfléchie par la planète. © Nasa, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), et M. H. Wong (université de Californie, Berkeley) et l'équipe Opal

Ces structures se dissipent relativement rapidement sur Jupiter mais on a déjà vu des structures analogues subsister bien plus longtemps sur Saturne que l'on utilise aussi pour faire de la météorologie comparée avec celle de notre Planète bleue. Les différences peuvent être dues, entre les deux géantes, à des abondances distinctes en vapeur d'eau qui constitue un réservoir latentlatent de chaleurchaleur et donc d'énergieénergie utilisable pour soutenir des structures dynamiques.

La Grande Tache rouge, « roulant » dans le sens antihoraire dans l'hémisphère sudhémisphère sud de la planète, est particulièrement contrastée et son diamètre reste encore de plus de 10.000 kilomètres, mais il ne cesse de diminuer depuis les années 1930 pour des raisons encore mal comprises. Cette probable supertempête est encore en mesure d'avaler la Terre vue sa taille. On voit aussi la Tache rouge juniorTache rouge junior, officiellement appelée Ovale BA, qui est apparue à la surface de la planète Jupiter en 1997, issue de la fusionfusion de trois formations similaires de moins d'importance.

Hubble nous dévoile Jupiter dans toute sa splendeur

Article de Xavier DemeersmanXavier Demeersman publié le 09/08/2019

Bien visible à l'œilœil nu cet été, voici le dernier portrait de Jupiter tiré par Hubble, dans la banlieue de la Terre. L'image dévoile toute la beauté de la géante gazeuse et de son emblématique Grande Tache rouge.

C'est elle, Jupiter, qui brille si intensément dans le ciel de cet été, dès le crépusculecrépuscule, en direction du sud, sud-ouest. Le 10 juin dernier, la plus grosse planète du Système solaire était en opposition, c'est-à-dire alignée avec la Terre et le SoleilSoleil et donc au plus près (elle n'était alors qu'à quelque 644 millions de kilomètres). Quelques jours plus tard, le 27 juin, le télescope spatial Hubble lui a tiré le portrait, comme le veut une tradition annuelleannuelle mise en place pour pouvoir suivre tous les changements dont la géante gazeuse et ses petites sœurs Saturne, UranusUranus et NeptuneNeptune sont le théâtre.

Rotation de la géante Jupiter créée à partir des dernières images d’Hubble. © Nasa, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), M.H. Wong (University of California, Berkeley), M. Kornmesser

Les tourments de Jupiter

Et cela change en permanence. Peut-être avez-vous remarqué cette langue nuageuse, couleur rouge-violet, qui s'étire à la même latitude que la fameuse Grande Tache rouge. À cette période, des astronomes amateurs qui la photographiaient et la filmaient presque toutes les nuits confiaient leur peur d'assister aux derniers jours de cette renommée « marque de fabrique de Jupiter » (dixit la NasaNasa). Même si l'anticycloneanticyclone géant, aujourd'hui d'une taille équivalente à celle de la Terre, a visiblement rétréci en 150 ans, il ne s'est pas laissé démonter ou détricoter par cette tempête en rotation dans le sens opposé aux aiguilles d'une montre. C'est elle au contraire qui s'abîme à son contact.

La globuleuse Jupiter mise en plat. Sur cette image complète de la géante, on peut admirer la multitude de tourbillons et accrocs dans les bandes nuageuses. De profondeurs, de largeurs et de couleurs différentes (riches en glace d’ammoniac), les bandes nuageuses sont séparées par des vents pouvant souffler jusqu’à 650 km/h. Les bandes les plus claires sont plus épaisses et élevées que les plus sombres. Les ovales blancs que l’on peut voir sont aussi des anticyclones. © Nasa, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), M.H. Wong (University of California, Berkeley)

Ci-dessous, une autre photo saisissante de la belle et mystérieuse Grande Tache rouge prise par un récent survolsurvol de la sonde Junosonde Juno, à environ 43.000 kilomètres au-dessus de ses nuages les plus élevés. Rappelons que cette mission qui porteporte le nom de l'épouse de Jupiter/Zeus est de percer les secrets de cette planète, cachés sous ses nuages.

Image traitée par Kevin Gill tirée de la dernière série envoyée par Juno, Perijove 21 (ou PJ21), le 21 juillet 2019. C’était la deuxième fois que la sonde passait au-dessus de la Grande tache rouge. © Nasa, JPL, SwRI, Kevin Gill

Jupiter : le portrait d'Hubble en 2017

Article de Xavier Demeersman publié le 11 avril 2017

Comme chaque année, Hubble a tiré le portrait de Jupiter. Le 7 avril, la planète était en opposition, alignée avec la Terre et le Soleil. Seuls 668 millions de kilomètres nous séparaient alors de la géante gazeuse. La période est très favorable à son observation.

Impossible de la manquer dans le ciel nocturnenocturne ces jours-ci, Jupiter est ce qui brille le plus après la Lune. D'ailleurs, le soir du 10 avril, les deux astresastres s'affichaient ensemble au sein de la constellation de la Viergeconstellation de la Vierge, quasiment du coucher au lever du soleil.

La période est très favorable pour l'observer (cela peut se faire même depuis une grande ville). En effet, le 7 avril dernier, la plus grosse planète de notre Système solaire était en opposition. Autrement dit, elle était alignée avec la Terre et le Soleil. La distance entre nos deux planètes était alors minimum : 668 millions de kilomètres, soit 4,4 fois la distance entre la Terre et le Soleil. C'est donc le bon moment, qui plus est par une douce soirée de printemps, pour braquer votre lunette ou télescope sur ce point très brillant, guetter l'apparition de la Grande Tache rouge, étudier ses bandes parallèles caractéristiques et, bien sûr, suivre la ronde de ses quatre plus grands satellites : IoIo, Europe, GanymèdeGanymède et CallistoCallisto (une paire de jumelles suffit pour les voir).

Jupiter le 3 avril 2017. La résolution d’Hubble offre des détails de son atmosphère atteignant 130 km. La planète géante était à moins de 670 millions de kilomètres de la Terre, à quelques jours de son opposition. © Nasa, ESA, A. Simon (GSFC)

La Grande Tache rouge continue de rétrécir

Les équipes d'Hubble ont profité de l'occasion pour tirer une nouvelle fois le portrait de la géante gazeuse. Le 3 avril dernier, ils ont ainsi réalisé un cliché en haute résolutionrésolution avec la caméra WFC3 (Wide Field Camera 3). Un de plus qui s'ajoute à leur collection ; depuis plusieurs années maintenant, celle-ci leur permet de suivre les changements dans l'épaisse atmosphère de la planète.

Grâce à la vue pénétrante du télescope spatial dans le visible, l'ultraviolet et l'infrarouge, on peut discerner sur l'image ci-dessus, les différents nuages qui habillent sa haute atmosphère. Ils se distinguent surtout par leur densité en ammoniacammoniac : les plus claires sont plus denses que les plus sombres. Des vents soufflant jusqu'à 650 km/h les séparent.

Et la Grande Tache rouge alors ? Comment va-t-elle depuis l'année dernière ? Est-ce qu'elle a repris un peu d'embonpoint ou continue-t-elle de maigrir ? Ce nouveau portrait montre qu'elle a toujours tendance à rétrécir... Certes, elle pourrait encore englober la Terre tout entière, mais cela n'a plus rien à voir avec sa grandeur passée. Pour le moment, les scientifiques ignorent encore pourquoi elle est en train de diminuer ni même si cela va continuer longtemps, se stabiliser ou s'inverser ?

La Grande Tache rouge disparaîtra-t-elle un jour ? Sera-t-elle remplacée par la tache rouge junior (visible à plus haute latitude) ? Beaucoup de questions restent encore sans réponse au sujet de Jupiter, première planète à s'être formée autour du Soleil.

Le rétrécissement de la Grande Tache rouge de Jupiter se confirme

Article de Xavier Demeersman publié le 17/10/2015

Grâce à Hubble qui observe chaque année Jupiter, les planétologues peuvent suivre les changements qui apparaissent dans sa haute atmosphère au fil de son orbiteorbite autour du Soleil. Les dernières images réalisées avec le télescope spatial signalent la présence de délicates et rares structures en forme de vaguevague et confirment, par ailleurs, le rétrécissement de la Grande Tache rouge.

Dans le cadre du programme Outer Planet Atmospheres Legacy visant à tirer le portrait des planètes du Système solaire externe (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune) à intervalle régulier, en l'occurrence chaque année, afin de mettre à la disposition des astronomes présent et futurs des données à long terme sur les changements dans les atmosphères qu'arborent ces planètes géantesplanètes géantes, la Nasa vient de rendre public celui de Jupiter, le dernier en date réalisé par le télescope spatial Hubble.

Les deux cartes assemblées par l'équipe de la planétologue Amy Simon (GSFCGSFC, Nasa) montrent la plus grosse planète de notre Système solaire au début et à la fin d'une rotation complète (10 heures). De cette façon, les chercheurs ont pu évaluer la vitesse des ventsvents dans les couches supérieures de Jupiter et traquer d'éventuels changements importants. Dans leur examen attentif de ce monde gazeux, ils ont mis en évidence deux phénomènes encore jamais observés jusqu'à présent. Enfin presque...

La Grande Tache rouge de Jupiter continue de rétrécir. Sur les images de janvier 2015 prises à 10 heures d’intervalle, les astronomes ont remarqué la présence d’un filament à l’intérieur de cette célèbre tempête. L’encadré à gauche nous la révèle à travers un filtre bleu et celui de droite, dans le rouge. © Nasa, Esa, GSFC, UCBerkeley, JPL-Caltech, STScI

Des vagues dans son atmosphère et la tache rouge qui passe à l’orange

L'un d'eux en effet, qui ressemble à des vagues ondulant juste au-dessus de l'équateuréquateur de la planète géante, à 16° de latitude nord, rappelle des structures qui furent observées par la sonde Voyager 2, presque 40 ans plus tôt. L'équipe estime avoir beaucoup de chance d'avoir pu surprendre ce phénomène extrêmement rare, qu'elle compare à ce qui est défini dans l'atmosphère terrestre comme vagues ou perturbations baroclines, parfois observées lorsque des cyclonescyclones terrestres se forment. Dans leur étude, les chercheurs supposent que ces déferlantes proviennent d'une couche inférieure à celle des nuages en surface.

Le second phénomène en revanche est une véritable surprise, car encore jamais remarqué auparavant. Il concerne la fameuse Grande Tache rouge (Great Red Spot) de Jupiter qui ces derniers temps a tendance à s'éclaircir et à passer à l'orange. En son sein, les chercheurs ont ainsi remarqué la présence d'un mince filament qui, poussé par les vents soufflant à plus de 540 km/h, tourne et se déforme tel un filet de lait touillé dans une marmite. L'ensemble prend une coloration plus claire, moins intense que ce qui est observé habituellement.

En outre, connue depuis au moins trois siècles, celle qui fut une vaste tempête ovale caractéristique de notre Jupiter continue encore de rétrécir. Cette tendance, déjà évoquée et qui remonte aux années 1930, se poursuit. Toutefois, avec un changement dans le rythme : l'équipe a en effet noté un ralentissement de cet amaigrissement. En un an, la Grande Tache rouge a tout de même perdu 240 km en largeur (passant de plus de 40.000 km dans sa plus grande longueur vers 1880 à environ 22.500 km aujourd'hui).

« La valeur à long terme du programme Opal [Outer Planet Atmospheres Legacy, NDLRNDLR] est vraiment passionnante, rappelle Michael H. Wong (université de Californie, Berkeley) qui a participé à ces recherches publiées dans The Astrophysical Journal. La collection de cartes que nous allons mettre en place n'aidera pas seulement les scientifiques à comprendre les atmosphères de nos planètes géantes, mais aussi celles des planètes qui ont été découvertes autour d'autres étoilesétoiles, celle de la Terre et aussi ses océans. »