Juno redéfinit la forme de Jupiter en intégrant l’effet de ses vents

La sonde Juno a permis de recalculer la forme de Jupiter avec une précision sans précédent, en intégrant l’influence de ses vents zonaux. En analysant de nombreuses occultations radio, l’étude détermine les rayons de la planète au niveau de pression de 1 bar. Les valeurs obtenues sont inférieures aux estimations précédentes et l’incertitude est réduite d’un ordre de grandeur. Ce profil affiné améliore la référence spatiale pour les mesures atmosphériques dépendant de la pression et a des implications directes pour les modèles de la structure interne de Jupiter.

La forme d’une planète à rotation rapide

Jupiter est la planète qui tourne le plus rapidement du système solaire et présente un renflement équatorial prononcé. Selon l’étude, cette forme aplatie résulte de la combinaison de sa rotation rapide, de sa structure interne complexe et des vents atmosphériques. Les estimations précédentes de sa forme, assorties d’incertitudes d’environ 4 km, reposaient sur une analyse unique d’occultations radio des missions Voyager et Pioneer, réalisée il y a près de cinq décennies, et ne tenaient pas compte de l’influence des vents violents de Jupiter.

Mesures d’occultation radio

Juno est une sonde spatiale de la NASA qui étudie Jupiter. Elle a récemment fourni de nombreuses mesures de haute précision d’occultation radio, utilisées par l’étude pour déterminer la forme de la planète. Lors de ce type d’observation, le signal radio de la sonde traverse l’atmosphère de Jupiter avant d’atteindre la Terre. Les changements du signal permettent de sonder l’atmosphère et de déterminer avec grande précision la taille et la forme de la planète.

L’analyse intègre les effets des vents zonaux dans le calcul de la forme. Grâce à cette prise en compte, les auteurs font état d’une réduction d’un ordre de grandeur de l’incertitude par rapport aux estimations précédentes. L’article présente les résultats déduits des mesures de Juno et de l’intégration de ces effets atmosphériques.

Les trois rayons à 1 bar

Les valeurs se rapportent au niveau de pression de 1 bar. Dans ces conditions, l’étude obtient :

• Rayon polaire : 66 842 ± 0,4 km.
• Rayon équatorial : 71 488 ± 0,4 km.
• Rayon moyen : 69 886 ± 0,4 km.

Le signe ± exprime l’incertitude indiquée pour chaque rayon. Par rapport aux estimations précédentes, les nouvelles valeurs sont respectivement inférieures de 12 km, 4 km et 8 km. Il s’agit de dimensions distinctes d’une planète aplatie, et non de valeurs interchangeables ; leur comparaison décrit à la fois le renflement équatorial et une échelle moyenne, toujours au niveau de pression spécifié.

Ce que les résultats indiquent sur les vents

L’analyse indique que les vents situés au-dessus des sommets visibles des nuages sont, dans une large mesure, barotropes, c’est-à-dire qu’ils présentent une variation verticale minimale dans la région considérée. Ce résultat concerne l’interprétation des vents obtenue par l’étude, en parallèle avec la nouvelle détermination de la forme.

Le profil de rayons affiné améliore également la référence spatiale pour les mesures dépendant de la pression. Selon les auteurs, cette référence fournit un contexte plus précis pour interpréter la dynamique atmosphérique de Jupiter.

Implications pour les modèles de l’intérieur

Les auteurs indiquent que la forme actualisée a des implications importantes pour les modèles de la structure interne. En particulier, les résultats étayent l’hypothèse d’une atmosphère plus froide et enrichie en métaux, et contribuent à réconcilier les divergences entre les modèles, les mesures de la sonde Galileo et les températures déduites de Voyager. Il s’agit d’implications pour la comparaison et l’évaluation des modèles ; les trois rayons à 1 bar sont, quant à eux, les valeurs géométriques directement communiquées.

Dans l’ensemble, Juno fournit une détermination plus précise de la forme de Jupiter en intégrant les effets des vents zonaux. Les rayons sont définis dans les conditions explicitement indiquées de 1 bar et avec leurs incertitudes ; le profil révisé permet à son tour d’améliorer la référence des mesures atmosphériques et d’examiner les modèles de l’intérieur de la planète.