Crédit : NASA, ESA, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley). Joseph DePasquale (STScI)
De superbes observations annuelles révèlent des changements dans l’atmosphère des géantes gazeuses
Dans la mythologie grecque, une race de géants, appelée les Titans, a d’abord gouverné le monde. Les anciens Titans du système solaire sont les planètes extérieures : Jupiter, Saturne, Uranus, et Neptune. Les planètes intérieures, Mercure, Vénus, la Terre et Mars, blottis près du soleil chaud, sont des cailloux en comparaison. S’étendant de 500 millions à 3 milliards de kilomètres du Soleil, ces monstres sont aussi éloignés que mystérieux, habitant si loin du Soleil que l’eau gèle instantanément en glace solide. Ces soi-disant géantes gazeuses ont toutes des atmosphères tourbillonnantes profondes composées principalement d’éléments primordiaux. Ils n’ont pas de surfaces solides.
Dans les années 1970 et 1980, NasaLes Pioneer 10 et 11 et Voyager 1 et 2 ont d’abord effectué le voyage longue distance vers le système solaire externe. Ils ont donné à l’humanité des photos rapprochées éblouissantes de ces mondes remarquablement complexes. Dans les années 90, vint le Le télescope spatial Hubble pour reprendre là où ces éclaireurs interplanétaires se sont arrêtés. Chaque année, Hubble surveille les changements dans l’atmosphère tourbillonnante colorée de Jupiter, les tempêtes saisonnières qui vont et viennent sur Saturne et Uranus, et une tache sombre errante qui joue à coucou sur Neptune. En tant que météorologue du système solaire, la surveillance ultra-précise de ces magnifiques géants par Hubble continue de donner aux astronomes un aperçu d’un kaléidoscope météorologique en constante évolution sur d’autres mondes.
Depuis son point de vue au-dessus de l’atmosphère terrestre, le télescope spatial Hubble de la NASA a achevé le grand tour du système solaire externe de cette année – en renvoyant des images nettes qui complètent les observations actuelles et passées des engins spatiaux interplanétaires. C’est le royaume des planètes géantes – Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune – s’étendant jusqu’à 30 fois la distance entre la Terre et le Soleil.
Contrairement aux planètes terrestres rocheuses comme la Terre et Mars qui se blottissent près de la chaleur du Soleil, ces mondes éloignés sont principalement composés de soupes gazeuses froides d’hydrogène, d’hélium, d’ammoniac, de méthane et d’eau profonde autour d’un noyau compact, intensément chaud et compact. .
Bien que des vaisseaux spatiaux robotiques aient renvoyé des instantanés de leurs visites sur ces quatre énormes planètes au cours des 50 dernières années, leurs atmosphères tourbillonnantes et colorées changent constamment. Alors que les vaisseaux spatiaux robotiques qui volent près des planètes peuvent prendre des images plus nettes, Hubble revisite fréquemment ces mondes lointains pour révéler de nouvelles surprises, offrant de nouvelles perspectives sur leur temps sauvage, entraîné par des forces dynamiques encore largement inconnues travaillant sous les sommets des nuages.
Depuis son point de vue au-dessus de l’atmosphère terrestre, le télescope spatial Hubble de la NASA a achevé le grand tour du système solaire externe de cette année – Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune – en renvoyant des images nettes qui complètent les observations actuelles et passées des engins spatiaux interplanétaires. Crédit : NASA, ESA, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley). Joseph DePasquale (STScI)
Les instantanés de Hubble des planètes extérieures révèlent des changements à la fois extrêmes et subtils qui se produisent rapidement dans ces mondes lointains. La vue pointue de Hubble donne un aperçu des modèles météorologiques et des saisons fascinantes et dynamiques sur ces géantes gazeuses et permet aux astronomes d’étudier les causes très similaires – et très différentes – de leurs atmosphères changeantes.
Ces images Hubble font partie des cartes annuelles de chaque planète prises dans le cadre du programme Outer Planets Atmospheres Legacy, ou OPAL. Le programme fournit des vues globales annuelles des planètes extérieures pour rechercher les changements dans leurs tempêtes, leurs vents et leurs nuages. La longévité de Hubble et son point de vue unique ont donné aux astronomes une chance unique de vérifier les planètes extérieures chaque année. Les connaissances du programme OPAL peuvent également être étendues bien au-delà de notre propre système solaire dans l’étude des atmosphères des planètes qui orbitent autour d’étoiles autres que notre Soleil.
Les images 2021 de Hubble de Jupiter suivent le paysage en constante évolution de son atmosphère turbulente, où plusieurs nouvelles tempêtes font leur marque. Crédit : NASA, ESA, A. Simon (NASA-GSFC) et MH Wong (UC Berkeley) ; Traitement d’images : J. DePasquale (STScI)
Jupiter
Les images Hubble de Jupiter de cette année suivent le paysage en constante évolution de son atmosphère turbulente, où plusieurs nouvelles tempêtes font leur marque, et le rythme des changements de couleur près de l’équateur de la planète continue de surprendre les chercheurs.
Le 4 septembre de Hubblee photo met l’atmosphère tumultueuse de la planète géante en plein écran.
La zone équatoriale de la planète est restée beaucoup plus longtemps dans une teinte orange foncé, par rapport aux épisodes d’assombrissement précédents. Alors que l’équateur a changé de son aspect blanc ou beige traditionnel depuis quelques années maintenant, les scientifiques ont été surpris de constater que la couleur orange plus profonde persistait dans l’imagerie récente de Hubble, s’attendant plutôt à ce que la zone perde sa couche de brume rougeâtre.
Juste au-dessus de l’équateur, les chercheurs notent l’apparition de plusieurs nouvelles tempêtes, surnommées « barges » durant l’ère Voyager. Ces globules rouges allongés peuvent être définis comme des vortex cycloniques, qui varient en apparence. Alors que certaines tempêtes sont clairement définies et claires, d’autres sont floues et brumeuses. Cette différence d’apparence est causée par les propriétés au sein des nuages des vortex.
“Chaque fois que nous obtenons de nouvelles données, la qualité de l’image et les détails dans les fonctionnalités du cloud m’épatent toujours”, a déclaré Amy Simon du Goddard Space Flight Center à Greenbelt, Maryland. « Ça me frappe quand je regarde Jupiter, dans les barges ou dans la bande rouge juste en dessous, on voit des structures nuageuses qui sont clairement beaucoup plus profondes. Nous voyons beaucoup de structure ici et une variation de profondeur verticale.
Les chercheurs notent également qu’une fonctionnalité intitulée “Red Spot Jr”. (Oval BA), sous la Grande Tache Rouge, où Hubble vient de découvrir que les vents s’accélèrent, est toujours d’une couleur beige plus foncée et est rejoint par une chaîne de tempêtes blanches anticycloniques au sud.
Le regard de Hubble sur Saturne en 2021 montre des changements de couleur rapides et extrêmes dans les bandes de l’hémisphère nord de la planète. Crédit : NASA, ESA, A. Simon (NASA-GSFC) et MH Wong (UC Berkeley) ; Traitement d’image : A. Pagan (STScI)
Saturne
Le nouveau regard de Hubble sur Saturne le 12 septembree montre des changements de couleur rapides et extrêmes des bandes dans l’hémisphère nord de la planète, où nous sommes maintenant au début de l’automne. Les bandes ont varié au cours des observations de Hubble en 2019 et 2020. Notamment, la tempête hexagonale emblématique de Saturne, découvert pour la première fois en 1981 par le vaisseau spatial Voyager 2, était difficile à distinguer en 2020, mais il est à nouveau clairement évident en 2021. L’image de Saturne de Hubble capture la planète après l’hiver de l’hémisphère sud, évidente dans la teinte bleutée persistante du pôle sud. Dans le passé, Hubble a permis aux chercheurs de suivre de près les changements saisonniers de l’hémisphère nord.
“C’est quelque chose que nous pouvons mieux faire avec Hubble. Avec la haute résolution de Hubble, nous pouvons réduire les choses à quel groupe change réellement », a déclaré Michael Wong du Université de Californie, Berkeley. « Si vous deviez regarder cela à travers un télescope au sol, il y aurait un certain flou dans notre atmosphère et vous perdrez certaines de ces variations de couleurs. Rien du sol n’obtiendra des images en lumière visible aussi nettes que celles de Hubble.
La vue d’Uranus par Hubble en 2021 a représenté l’hémisphère nord de la planète au printemps. L’augmentation du rayonnement ultraviolet absorbé par le Soleil semble provoquer un éclaircissement de la région polaire. Crédit : NASA, ESA, A. Simon (NASA-GSFC) et MH Wong (UC Berkeley) ; Traitement d’image : A. Pagan (STScI)
Uranus
Le 25 octobre de Hubblee vue d’Uranus met la brillante calotte polaire nord de la planète à l’honneur. C’est le printemps dans l’hémisphère nord et l’augmentation du rayonnement ultraviolet absorbé par le Soleil semble faire s’éclaircir la région polaire. Les chercheurs étudient comment l’éclaircissement de la hotte polaire résulte des changements dans la concentration de méthane atmosphérique et des caractéristiques des particules de brume, ainsi que des schémas d’écoulement atmosphérique. Curieusement, même si la hotte atmosphérique s’éclaircit, la limite la plus au sud reste fixée à la même latitude. Cela a été constant au cours des dernières années d’observations OPAL, peut-être parce qu’un courant-jet met en place une barrière à cette latitude de 43 degrés.
Le regard de Hubble sur Neptune en 2021 a révélé qu’une nouvelle “point sombre” découverte en 2018 avait inversé la direction et se dirigeait vers le nord. Crédit : NASA, ESA, A. Simon (NASA-GSFC) et MH Wong (UC Berkeley) ; Traitement d’image : A. Pagan (STScI)
Neptune
Dans des observations prises le 7 septembree, les chercheurs ont découvert que la tache sombre de Neptune, qui s’est récemment avérée s’être inversée en se déplaçant vers l’équateur, est toujours visible sur cette image, ainsi qu’un hémisphère nord assombri. Il y a aussi un cercle sombre et allongé remarquable englobant le pôle sud de Neptune. La couleur bleue de Neptune et d’Uranus est le résultat de l’absorption de la lumière rouge par l’atmosphère riche en méthane des planètes, combinée au même processus de diffusion Rayleigh qui rend le ciel de la Terre bleu. En 2021, il y a peu de nuages brillants sur Neptune, et son bleu distinct avec une grande tache sombre singulière rappelle beaucoup ce que Voyager 2 a vu en 1989.
Depuis son point de vue au-dessus de l’atmosphère terrestre, le télescope spatial Hubble de la NASA a achevé le grand tour du système solaire externe de cette année – Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune – en renvoyant des images nettes qui complètent les observations actuelles et passées des engins spatiaux interplanétaires. Crédit : NASA, ESA, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley). Joseph DePasquale (STScI)
Le télescope spatial Hubble est un projet de coopération internationale entre la NASA et l’ESA (Agence spatiale européenne). Le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, gère le télescope. Le Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore, Maryland, mène des opérations scientifiques Hubble. STScI est exploité pour la NASA par l’Association des universités pour la recherche en astronomie à Washington, DC
