Posté par Redbran le Mardi 31/03/2020 à 14:00

Lever le voile sur l’intérieur des planètes géantes


Vue rapprochée de l’équateur de Jupiter © NASA / JUN
Quelques-unes des clés de la compréhension de l’origine du système solaire se trouvent à l’intérieur des planètes géantes. Si la sonde spatiale Juno a récemment permis de détecter pour la première fois de la vapeur d’eau dans l'atmosphère de Jupiter (Li et al. 2020), une mission vers Uranus et Neptune (Guillot & Fletcher 2020) sera nécessaire pour mieux comprendre la complexité de l’atmosphère de ces planètes géantes et réellement sonder leur intérieur.

D’après la légende, Zeus (Jupiter) cachait ses méfaits sous un voile nuageux mais sa femme Héra (Juno) dissipa les nuages pour le confronter. La sonde Juno, en orbite autour de Jupiter depuis 2016 a réussi à lever une partie du voile que constitue la couche nuageuse de Jupiter pour nous permettre de mesurer l’abondance d’un élément capital pour notre compréhension de cette planète: l’eau. Juno a ainsi mesuré que l’eau dans Jupiter est au moins aussi abondante que l’oxygène dans le soleil, et au maximum 5 fois plus abondant.

Ce résultat a été possible grâce aux mesures de l’instrument MWR (MicroWave Radiometer) de Juno, une série d’antennes permettant de mesurer la brillance de Jupiter provenant des couches profondes de son atmosphère, plusieurs centaines de kilomètres en dessous de la couche visible des nuages (Fig. 1). Mais la mesure était difficile: contrairement à ce qui était attendu, l’atmosphère profonde de Jupiter voit son abondance en ammoniac varier très significativement. Or l’ammoniac (NH3), masque l’absorption du signal dû à la vapeur d’eau (H2O) présente en profondeur. L’équipe Juno s’est concentrée sur la mesure du signal provenant d’une zone équatoriale, où l’abondance d’ammoniac est relativement uniforme verticalement pour pouvoir en déduire cette abondance d’eau.


Vues des nuages de méthane sur Uranus et Neptune
Uranus: HST, crédits: NASA/Sromovsky ;
Pic du Midi et images amateur d’après la base PVOL ;
Neptune: HST
© NASA/Karksoshka

La contrainte sur l’abondance d’eau est importante, mais elle reste imprécise. En effet, nous ne comprenons pas comment la température change dans l’intérieur de la planète, pourquoi l’ammoniac est si variable, quel est le rôle des tempêtes dans le transfert de chaleur depuis l’intérieur planétaire. Les planètes géantes, de par leur atmosphère faite d’hydrogène et d’hélium et de par l’absence d’une surface, ont une météorologie très différente de celle de la Terre.

Pour comprendre ce qui se passe non seulement à l’intérieur de Jupiter, mais aussi dans les atmosphères des exoplanètes (dont de nombreuses semblent composées d’hydrogène et d’hélium), il paraît indispensable d’explorer les 2 dernières planètes du système solaire, Uranus et Neptune. En effet, ces planètes possèdent des atmosphères actives (Fig. 2) dont les orages et tempêtes peuvent être étudiés précisément car ils ne proviennent pas des couches profondes de l’atmosphère. Contrairement à toutes les autres planètes du système solaire, Uranus et Neptune n’ont jamais été visitées par un orbiteur (un satellite en orbite autour de la planète). Une mission internationale vers l’une de ces planètes incluant un orbiteur et une sonde atmosphérique permettrait de comprendre ce qui se passe dans les entrailles de ces planètes.

Référence:
Li, C., A. Ingersoll, S. Bolton, S. Levin, M. Janssen, S. Atreya, J. Lunine, P. Steffes, S. Brown, T. Guillot, M. Allison, J. Arballo, A. Bellotti, V. Adumitroaie, S. Gulkis, A. Hodges, L. Li, S. Misra, G. Orton, F. Oyafuso, D. Santos-Costa, H. Waite, and Z. Zhang, The water abundance in Jupiter's equatorial zone. Nature Astronomy (Advanced Online Publication, Feb 2020).

Guillot T., Fletcher N. L., Revealing giant planet interiors beneath the cloudy veil. Nature Communications (Publication on 25 Mars 2020)
https://www.nature.com/articles/s41467-020-15431-5

Contact:
Tristan Guillot, Observatoire de la Côte d’Azur - tristan.guillot at oca.eu
Dernières actualités
Pourquoi y a t’il plus d’espèces dans les tropiques que dans les régions tempérées ? C’est une question sans cesse remise en avant mais ne trouvant pas de...
À la pharmacie, devant la tablette des suppléments d'oméga-3, le visage des clients qui scrutent la composition des gélules est souvent perplexe. L'avalanche...
Infectiologie, imagerie médicale... Des chercheurs du CEA-Joliot, en collaboration avec l'Iramis, synthétisent des bambusurils fonctionnalisables par "chimie click"...
Des scientifiques de l’Université PSL, au sein de l’ENS - PSL et de l’Observatoire de Paris - PSL, en collaboration avec des chercheurs du CNRS membres de l’UMI...
ATLAS et CMS ont présenté leurs résultats les plus récents concernant de nouvelles signatures permettant la détection du boson de Higgs auprès du LHC. Les...
Des chercheurs de l’Université de Montréal découvrent comment une mutation cancéreuse clé active la télomérase, l’enzyme antiâge qui rend les cellules...
Nous avons presque tous eu la roséole lorsque nous étions petits. Nous en avons tous guéri, mais le virus responsable de cette maladie, l'herpèsvirus humain de type...
Le système immunitaire adaptatif des vertébrés a deux caractéristiques. Premièrement, la capacité de créer, par recombinaison somatique orchestrée par la...
La simple question "Où se termine le tableau périodique des éléments ?" suscite depuis longtemps l'intérêt des scientifiques. Dans ce contexte, la compréhension...
A travers le règne animal, les individus génétiquement apparentés se ressemblent. Mais cette ressemblance accrue traduit-elle le simple fait d’avoir un certain...
Les Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG), la Faculté de Médecine de l’Université de Genève (UNIGE), le Centre de Recherche en Infectiologie de l’Université...
Les scientifiques du laboratoire Sys2diag (CNRS/Alcen) et les médecins du CHU de Montpellier ont présenté aujourd’hui les premiers résultats de l’étude clinique...
Une étude multicentrique menée par une équipe de l’UNIGE, des HUG, du CHUV et de l’Hôpital de St-Gall démontrent qu’un usage plus restreint des antibiotiques...
Des paléontologues de l’Université McGill et de l’Université de l’Alberta ont découvert chez un ancien reptile des dents recouvertes d’un émail spécial...
Des chercheurs du CEA-Jacob en collaboration avec l’école d’ingénieurs Sup’Biotech ont mis au point un outil génétique permettant l'expression à long terme...
L'étude d'antinoyaux légers, de leur création à leur annihilation, facilitera à l'avenir la recherche indirecte de matière noire. La collaboration ALICE...
Les astronomes utilisant les télescopes de l'Observatoire Européen Austral (ESO) ont découvert des taches géantes à la surface d'étoiles extrêmement chaudes...
Prisées pour concevoir des médicaments, de tensioactifs et d’additifs, les amines aliphatiques peuvent s’obtenir par hydroaminométhylation. Des chercheurs du LHFA...
La chaîne varisque, ou hercynienne, est une chaîne de montagnes qui affleure notamment dans le Massif Central français et qui est souvent comparée à l’Himalaya....
Les collaborations ALICE, CMS et LHCb présentent de nouveaux résultats montrant comment les particules contenant des quarks c peuvent jouer le rôle de "messagers"...
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL
sous le numéro de dossier 1037632
Informations légales