Le télescope spatial Webb repère une caractéristique jamais vue auparavant dans l’atmosphère de Jupiter

Jupiter a été l’une des toutes premières cibles observées par le télescope spatial James Webb lorsque ce dernier a dirigé son regard infrarouge vers l’univers en juillet 2022. Après avoir capturé des images époustouflantes qui ont surpassé les attentes des astronomes, l’observatoire spatial a maintenant dévoilé une caractéristique jusque-là inconnue dans l’atmosphère de cette géante gazeuse.

Les chercheurs ont eu recours à la caméra en lumière infrarouge proche de Webb, également appelée NIRCam, pour capturer une série d’images de Jupiter espacées de 10 heures. Ils ont utilisé quatre filtres différents pour détecter les variations au sein de l’atmosphère de la planète. La lumière infrarouge étant invisible à l’œil humain, les capacités sans précédent du télescope Webb ont été mises à profit au cours de l’année écoulée pour repérer de nombreuses caractéristiques célestes nouvellement observées, telles que des méga-amas d’étoiles jeunes et des paires inattendues d’objets similaires à des planètes.

Les astronomes ont ainsi observé un puissant courant-jet dans la basse stratosphère de Jupiter, une couche atmosphérique située à environ 40 kilomètres au-dessus des nuages. Ce courant-jet, positionné au-dessus de l’équateur de la planète, s’étend sur plus de 4 800 kilomètres de large et se déplace à une vitesse de 515 kilomètres par heure, soit le double de la vitesse des vents soutenus d’un ouragan de catégorie 5 sur Terre.

Les découvertes de cette étude, permises grâce aux capacités sensibles du télescope Webb, offrent un éclairage précieux sur les interactions dynamiques qui animent l’atmosphère tumultueuse de Jupiter.

Les conditions météorologiques agitées de Jupiter

Jupiter, la plus grande planète de notre système solaire, se distingue radicalement de la Terre du fait de sa composition essentiellement gazeuse. Cependant, à l’instar de notre planète, Jupiter présente une atmosphère stratifiée. Ces couches tumultueuses ont été observées lors de missions spatiales précédentes et à travers des télescopes, tous cherchant à mieux comprendre les interactions entre les différentes strates de l’atmosphère. De plus, ces couches atmosphériques hébergent des phénomènes météorologiques, dont les fameuses tempêtes séculaires, à l’image de la Grande Tache Rouge de Jupiter, ainsi que des nuages composés d’ammoniac glacé.

Révélations sur le courant-jet

Les chercheurs ont comparé les vents détectés par Webb à haute altitude avec ceux situés dans les couches inférieures détectés par Hubble et ont suivi les changements de vitesse du vent. Les deux observatoires spatiaux étaient nécessaires pour détecter le courant-jet, car Webb a repéré de petites caractéristiques nuageuses tandis que Hubble a fourni un aperçu de l’atmosphère équatoriale, y compris des tempêtes sans lien avec le courant-jet. Les deux télescopes ont offert un aperçu plus large de l’atmosphère complexe de Jupiter et des processus en cours dans ses différentes couches.

"Nous savions que les différentes longueurs d’onde de Webb et Hubble révéleraient la structure tridimensionnelle des nuages d’orage, mais nous avons également pu utiliser la synchronisation des données pour observer la rapidité avec laquelle les tempêtes se développent", a déclaré Michael Wong, coauteur de l’étude et planétologue à l’Université de Californie, Berkeley, qui a dirigé les observations associées à Hubble.

"Ce qui m’étonne, c’est qu’après des années à suivre les nuages et les vents de Jupiter à partir de nombreuses observatoires, nous avons encore beaucoup à apprendre sur Jupiter, et des caractéristiques telles que ce courant-jet peuvent rester cachées à la vue jusqu’à ce que ces nouvelles images NIRCam aient été prises en 2022", a déclaré Leigh Fletcher, coauteur de l’étude et professeur de sciences planétaires à l’Université de Leicester au Royaume-Uni.

"Jupiter présente un schéma complexe mais reproductible de vents et de températures dans sa stratosphère équatoriale, bien au-dessus des vents dans les nuages et les brumes mesurés à ces longueurs d’onde. Si la force de ce nouveau courant-jet est liée à ce schéma stratosphérique oscillant, nous pourrions nous attendre à ce que le courant-jet varie considérablement au cours des 2 à 4 prochaines années. Il sera vraiment passionnant de tester cette théorie dans les années à venir."

Alors que d’autres missions ont réussi à pénétrer plus en profondeur au sein des tourbillons de nuages joviens en utilisant diverses longueurs d’onde lumineuses pour explorer sous leur surface, le télescope spatial James Webb (Webb) est positionné de manière unique pour étudier les couches d’altitude supérieure, situées à environ 25 à 50 kilomètres au-dessus des sommets nuageux, et ainsi révéler des détails jusqu’ici indistincts.

"Malgré les observations de schémas météorologiques changeants au sein du système jovien réalisées par divers télescopes terrestres, des sondes spatiales telles que Juno et Cassini de la NASA, et le télescope spatial Hubble de la NASA, Webb a déjà permis de faire de nouvelles découvertes sur les anneaux de Jupiter, ses satellites et son atmosphère", a déclaré Imke de Pater, coauteure de l’étude et professeure émérite en astronomie, sciences de la Terre et planétaires à l’Université de Californie à Berkeley.