Les éclairs sur Jupiter ont toujours été une sorte de mystère. Mais grâce aux derniers efforts de la sonde Juno, nous savons maintenant qu’ils sont en fait beaucoup plus similaires aux éclairs sur Terre que nous ne le pensions – mais ils sont aussi assez étranges.
Les données fournies par la sonde Jupiter préférée de tous ont révélé que, contrairement aux mesures précédentes, les éclairs de la géante gazeuse se produisent à des fréquences de l’ordre du mégahertz et sont beaucoup plus fréquents qu’on ne le pensait, mais ils semblent également être localisés aux pôles de la planète.
Les résultats sont détaillés dans deux nouveaux articles.
L’atmosphère turbulente de Jupiter est parsemée de tempêtes, il est donc logique que des éclairs s’y produisent également. Cette hypothèse avait été formulée depuis longtemps. Lorsque Voyager 1 a survolé Jupiter en mars 1979, la sonde spatiale l’a confirmée, et des observations complémentaires ont été effectuées par Voyager 2, Galileo et Cassini.
Ces signaux radio à basse fréquence détectés par Voyager ont été surnommés “siffleurs” parce qu’ils ressemblaient à une note descendante sifflée.
Mais il y avait quelque chose d’étrange à leur sujet, comparé à nos éclairs terrestres.
“Quelle que soit la planète sur laquelle vous vous trouvez, les éclairs agissent comme des émetteurs radio – ils envoient des ondes radio lorsqu’ils clignotent dans le ciel”, a déclaré Shannon Brown, scientifique de Juno au Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
“Mais jusqu’à Juno, tous les signaux d’éclairs enregistrés par les engins spatiaux se limitaient soit à des détections visuelles, soit à la gamme des kilohertz du spectre radio, malgré une recherche de signaux dans la gamme des mégahertz. De nombreuses théories ont été proposées pour expliquer ce phénomène, mais aucune n’a jamais pu s’imposer comme la réponse.”
Aujourd’hui, pour la première fois, l’équipe de Brown a détecté des signaux radio atmosphériques provenant de la foudre – appelés sferics – dans la gamme des mégahertz, et ce grâce à la suite de nouveaux instruments très sensibles de Juno.
En particulier, l’instrument radiométrique à micro-ondes, qui peut détecter les émissions radio dans une large gamme de fréquences.
“Dans les données de nos huit premiers survols, le MWR de Juno a détecté 377 décharges de foudre”, a déclaré Brown.
“Elles ont été enregistrées dans la gamme des mégahertz ainsi que des gigahertz, ce qui correspond à ce que l’on peut trouver avec les émissions d’éclairs terrestres. Nous pensons que la raison pour laquelle nous sommes les seuls à pouvoir les voir est que Juno vole plus près de l’éclairage que jamais auparavant, et que nous cherchons à une fréquence radio qui traverse facilement l’ionosphère de Jupiter.”
Mais l’équipe a également noté quelque chose qui ne ressemble pas du tout à la Terre : L’activité des éclairs de Jupiter est regroupée autour de ses pôles. Il n’y en a pas à l’équateur. Sur Terre, c’est l’inverse, et l’équipe pense que cela est lié à la chaleur.
Sur Terre, le rayonnement du Soleil fournit la plus grande chaleur à l’équateur de la planète, ce qui explique pourquoi la zone équatoriale entre les latitudes tropicales est si chaude (et orageuse).
Sur la géante gazeuse Jupiter, dont la distance au Soleil est cinq fois supérieure à celle de la Terre, le rayonnement solaire, beaucoup plus doux, fournit également la plus grande chaleur à l’équateur de la planète, mais il a un effet différent. Il stabilise la haute atmosphère de la planète, empêchant les flux chauds de remonter du dessous.
Les pôles ne subissent pas ce rayonnement stabilisateur, ce qui permet aux gaz chauds de l’intérieur de la planète de s’élever dans la haute atmosphère. Selon les scientifiques, cela entraîne une convection atmosphérique qui, à son tour, crée d’énormes tempêtes.
Cependant, les éclairs semblent être plus fréquents dans l’hémisphère nord de la planète, et les chercheurs n’ont pas encore trouvé d’explication à ce phénomène.
Mais il y a une autre façon dont les éclairs sur Jupiter sont similaires aux éclairs terrestres. Dans le deuxième article, des scientifiques de l’Académie tchèque des sciences présentent la plus grande base de données de sifflets joviens jamais constituée.
L’équipe a enregistré plus de 1 600 de ces signaux, contre seulement 167 recueillis par Voyager 1. Et ils ont détecté des pics de quatre éclairs par seconde, similaires aux taux observés dans les orages terrestres. Voyager a détecté un pic d’un seul coup de foudre toutes les quelques secondes.
Ensemble, ces résultats constituent l’étude la plus détaillée et la plus complète des éclairs de Jupiter à ce jour, et fournissent des indices importants pour comprendre la dynamique complexe cachée par les couches opaques de nuages orageux de la planète.
“Ces résultats pourraient contribuer à améliorer notre compréhension de la composition, de la circulation et des flux d’énergie sur Jupiter”, a déclaré M. Brown.
Les articles ont été publiés respectivement dans Nature et Nature Astronomy.