La mission Juno de la NASA a déjà dépassé toutes les attentes possibles. Lorsqu'elle est arrivée sur Jupiter en juillet dernier après un voyage de cinq ans, la sonde est devenue l'objet solaire le plus éloigné de la Terre et a également volé plus vite que tout autre objet créé par les humains. La trajectoire de vol de la sonde est plus proche de la géante gazeuse tonitruante que tout autre engin qui y a été auparavant. Et c'est le premier vaisseau spatial qui passera par les mystérieux pôles de Jupiter et découvrira, contrairement à la plupart des hypothèses, qu'ils sont bleus et n'ont pas de rayures caractéristiques de la planète.
En août dernier, Juno a survolé Jupiter et a collecté des données que les scientifiques ont déchiffrées depuis. Deux articles ont été publiés aujourd'hui sur les aurores, l'atmosphère, les champs magnétiques et gravitationnels de Jupiter. La dynamique atmosphérique de Jupiter est non seulement moins que supposée ressembler à celle de la Terre, mais elle est beaucoup plus complexe et changeante. Pour bien comprendre Jupiter, une seule sonde peut ne pas suffire. Heureusement, Juno fait du bon travail.
Cela vaut la peine de commencer par la haute atmosphère et les aurores de Jupiter. Les scientifiques savaient déjà que les aurores boréales de Jupiter donnent aux aurores boréales habituelles un scintillement terne: elles sont des centaines de fois plus énergétiques et couvrent une zone plus grande que la planète Terre entière. Juno utilise plusieurs instruments pour étudier les particules énergétiques de ces aurores et la physique qui régit leur dynamique. Et si les données de la première approche nous permettent de tirer certaines conclusions, les aurores de Jupiter sont très différentes de celles de la Terre.
«Je veux vraiment interpréter ce que j'ai vu sur une autre planète basée sur la Terre», déclare Jack Connerney, astrophysicien au Space Flight Center. Goddard à la NASA. "Jusqu'à la semaine dernière, dans nos modèles d'aurores de Jupiter, les électrons allaient dans la mauvaise direction."
Sur Terre, les électrons du champ magnétique de la planète sont excités par le vent solaire, puis envoyés aux pôles, où ils volent dans d'autres atomes et molécules, émettant une lueur caractéristique. Sur Jupiter, les instruments Juno ont découvert que les électrons sont en fait excités lorsqu'ils quittent les régions polaires.
En plus de cela, tout indique que les planétologues ont généralement mal évalué la dynamique atmosphérique de Jupiter.
«Les scientifiques pensaient que le soleil serait la principale source d'énergie dans l'atmosphère», déclare Scott Bolton, chercheur principal de Juno et auteur principal d'un autre article. "Ils ont donc supposé qu'une fois sous la lumière du soleil, les particules seraient simples et faciles à voir."
Mais tout s'est avéré faux: les particules de l'atmosphère de Jupiter sont aussi variées et lignées que la fameuse apparence rayée de la planète. La ceinture équatoriale d'ammoniac, qui s'étend sur des centaines de kilomètres jusqu'au cœur de la planète, est particulièrement intéressante, à perte de vue de l'instrument Juno. Sur la base des modèles les plus courants de l'atmosphère de Jupiter, cela ne devrait pas du tout être le cas.
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Les couches profondes de l'atmosphère de Jupiter étaient particulièrement actives: les champs magnétiques et gravitationnels que la sonde envisage de cartographier.
«Si Jupiter n'était qu'une grosse boule de gaz en rotation, il ne devrait pas y avoir d'harmoniques étranges dans son champ gravitationnel», déclare Connerney. Mais la gravité de Jupiter n'est pas uniforme, ce qui peut indiquer une convection profonde - des gouttes profondes dans Jupiter peuvent entraîner des fluctuations gravitationnelles de la même manière que les changements de pression atmosphérique modifient le temps sur Terre. Le champ magnétique de Jupiter s'est également avéré plus changeant géographiquement que les scientifiques ne l'avaient prévu.
L'équipe de Juno ne comprend toujours pas pourquoi l'atmosphère de Jupiter est si désorganisée, bien que Connerney ose suggérer que toutes les fluctuations peuvent être associées à une convection profonde exprimée dans le champ gravitationnel, ce qui conduit également à un champ magnétique inégal. «Avec le recul, nous nous demandons pourquoi nous pensions que cela allait être simple et ennuyeux», dit Bolton.
Une compréhension détaillée de l'atmosphère de Jupiter pourrait aider les scientifiques à comprendre certaines des caractéristiques les plus étranges de la Terre. Bolton compare l'ammoniac équatorial de Jupiter à la zone tropicale autour de l'équateur de la Terre. «Le concept que nous avons sur Terre est que la séquence évolue parce que l'air a un océan sur lequel rebondir», dit Bolton. «Mais ce n'est pas le cas de Jupiter, alors pourquoi tout se ressemble-t-il là-bas? Peut-être ne comprenons-nous pas quelque chose de fondamental à l'atmosphère. Peut-être que nos hypothèses sur la Terre étaient fausses."
La même transmission d'informations peut être appliquée au champ magnétique terrestre, ce qui est difficile à étudier car il est généré profondément sous la croûte terrestre et est partiellement obscurci par des dépôts aléatoires de fer. Jupiter n'a pas de croûte et pas d'aimants supplémentaires pour collecter des données. C'est la première fois que nous avons l'opportunité de regarder une vraie dynamo magnétique. Peut-être aurions-nous dû commencer avec Jupiter.
Toutes ces découvertes remettent en question notre compréhension de l'espace - et pas seulement à cause des résultats. En règle générale, les scientifiques envoient d'abord une sonde sur la planète, suivie d'un orbiteur équipé de tous les gadgets de données que la sonde collectera. Notre idée du fonctionnement de Jupiter et des planètes géantes, qui a émergé au cours des dernières décennies, était trop simple.
Et cela signifie que nous avons besoin de plus de missions dans le style de "Juno" - avec plus d'orbites, ce qui nous permettra de faire une carte complète de la planète. Heureusement, cette sonde a fait son travail. Ce n'est que le début.
ILYA KHEL
