Crédit d'image: NASA
Lorsque le vaisseau spatial Voyager est passé devant Saturne en 1980/81, ils ont synchronisé les vents équatoriaux des planètes annelées à 1700 km / h. Bien que les vents équatoriaux aient ralenti, d'autres jets plus éloignés de l'équateur se déplacent toujours à la même vitesse. Cela a conduit les astronomes à croire que le ralentissement avait quelque chose à voir avec le changement de saison sur Saturne.
Saturne, l'une des planètes les plus venteuses, a récemment connu un changement météorologique inattendu et dramatique: ses vents équatoriaux sont passés d'un rapide 1700 km / h pendant les survols du vaisseau spatial Voyager en 1980-81 à un modeste 990 km / h de 1996 à 2002. Ce ralentissement des vents a été détecté par une équipe hispano-américaine de scientifiques, dont Richard French du Wellesley College dans le Massachusetts, qui ont rendu compte de leurs conclusions dans le numéro du 5 juin de la revue Nature. (5 juin 2003, vol. 423, p. 623-625)
À l'aide d'images du télescope spatial Hubble (HST) de la planète géante annelée, les scientifiques (A. Sanchez-Lavega, S. Perez-Hoyos, JF Rojas et R. Hueso de l'Universidad Pais Vasco à Bilbao, en Espagne, et le français du Wellesley College ), a mesuré les mouvements des caractéristiques des nuages et des systèmes de tempête sur la planète géante annelée.
"L'un des mystères majeurs des sciences de l'atmosphère est la raison pour laquelle les planètes géantes Jupiter et Saturne - d'énormes sphères composées principalement d'hydrogène et d'hélium - ont une configuration alternée de vents d'est-ouest, qui varient en direction de la latitude", explique French. «Contrairement aux vents sur les planètes terrestres comme la Terre, qui sont principalement alimentés par la lumière du soleil, les vents sur les planètes géantes ont une source d'énergie supplémentaire dans la chaleur qui s'échappe de leurs intérieurs profonds. Même si la force de cette chaleur intérieure n'est qu'une fraction de la lumière du soleil sur Terre, les vents des planètes géantes sont dix fois plus intenses que les vents terrestres. "
Le rôle de ces sources d'énergie intérieures dans le maintien de ces vents forts dans les planètes géantes et la compréhension des raisons pour lesquelles la vitesse maximale est atteinte à l'équateur constituent des défis majeurs pour les théories du mouvement atmosphérique dans les planètes et les étoiles.
Il existe actuellement deux explications assez différentes du système de jets sur des planètes géantes. À un extrême, on pense que les vents s'étendent très profondément à l'intérieur de la planète, exploitant la chaleur dégagée par la planète pour entraîner leurs mouvements. À l'autre extrême, la circulation atmosphérique est modélisée comme sur les planètes terrestres, entraînée par la chaleur solaire déposée dans une couche atmosphérique supérieure peu profonde. Les deux explications présentent des inconvénients importants et aucune ne peut expliquer les vents équatoriaux puissants.
Une façon de tester ces modèles consiste à analyser le comportement à long terme des vents en mesurant leur sensibilité aux changements de la quantité de lumière solaire dus aux effets saisonniers ou à d'autres influences. Des études antérieures ont montré que les vents de Jupiter sont assez stables et peu sensibles aux changements saisonniers, mais on en savait peu sur Saturne, dont les caractéristiques des nuages en sourdine sont beaucoup plus difficiles à mesurer.
En utilisant la capacité haute résolution de la caméra planétaire à grand champ à bord du HST, l'équipe hispano-américaine a pu suivre suffisamment d'éléments de nuages à Saturne pour mesurer la vitesse du vent sur une large gamme de latitudes. Les vents équatoriaux mesurés en 1996-2001 ne sont que deux fois moins forts qu'en 1980-81, lorsque le vaisseau spatial Voyager a visité la planète. En revanche, les jets de vent éloignés de l'équateur sont restés stables et montrent une forte symétrie hémisphérique que l'on ne retrouve pas dans Jupiter.
Les différents comportements des vents de Saturne pourraient avoir une explication simple, notent les scientifiques. Le long cycle saisonnier dans l'atmosphère de Saturne (une année de Saturne équivaut à une trentaine d'années terrestres) et l'ombrage équatorial des anneaux géants de la planète pourraient expliquer le ralentissement soudain des vents équatoriaux. Plutôt que d'être liés à l'intérieur profond de Saturne, entraînés principalement par la chaleur interne, les vents équatoriaux pourraient être en partie un phénomène de surface peu profonde, affecté également par les variations saisonnières de la lumière solaire. En fait, la région équatoriale de Saturne a été le siège de systèmes de tempêtes géants, tels que ceux observés en 1990 et 1994. Ces tempêtes peuvent avoir induit de forts changements dynamiques, entraînant peut-être l'affaiblissement observé des vents équatoriaux.
Une autre possibilité est que les vents mesurés par l'équipe soient à des altitudes plus élevées où les vents sont susceptibles de diminuer en vitesse. Dans l'article de Nature, l'équipe note que les vents non équatoriaux de Saturne sont restés inchangés pendant cette période, ressemblant à Jupiter à cet égard, ce qui laisse entendre que ces vents pourraient être plus profondément enracinés.
De nouvelles observations HST par l'équipe hispano-américaine sont prévues pour la fin de cette année. Les nouvelles données et l'imagerie haute résolution qui seront obtenues par la mission orbitale Cassini de la NASA-ESA qui devrait arriver à Saturne à la mi-2004 leur permettront, à eux et à d'autres scientifiques, de savoir si le modèle de vent actuel persistera ou changera au cours du cours. du cycle saisonnier de Saturne. Dans les deux cas, note French, «ces résultats seront des tests importants de notre compréhension théorique des vents sur les planètes géantes».
Source d'origine: communiqué de presse du Wellesley College
