Webb repère un jet équatorial à grande vitesse dans la stratosphère de Jupiter

Le jet intense (140 m/s) nouvellement découvert est confiné à ± 3° de l’équateur de Jupiter, mesure environ 4 800 km de large et est situé dans la basse stratosphère de la géante gazeuse, selon une étude. papier publié dans la revue Astronomie naturelle.

“C’est quelque chose qui nous a totalement surpris”, a déclaré le Dr Ricardo Hueso, astronome à l’Université du Pays Basque.

“Ce que nous avons toujours vu comme des brumes floues dans l’atmosphère de Jupiter apparaît désormais comme des éléments nets que nous pouvons suivre en même temps que la rotation rapide de la planète.”

Dans l’étude, le Dr Hueso et ses collègues ont analysé les données recueillies par Caméra proche infrarouge de Webb (NIRCam) en juillet 2022.

« Même si divers télescopes au sol, des engins spatiaux comme Juno et Cassini de la NASA et le télescope spatial NASA/ESA Hubble ont observé les changements météorologiques du système jovien, Webb a déjà fourni de nouvelles découvertes sur les anneaux de Jupiter, ses satellites et son atmosphère », a déclaré le professeur Imke de Pater, astronome à l’Université de Californie à Berkeley.

“Bien que Jupiter soit différent de la Terre à bien des égards – Jupiter est une géante gazeuse, la Terre est un monde rocheux et tempéré – les deux planètes ont des atmosphères superposées.”

“Les longueurs d’onde de la lumière infrarouge, visible, radio et ultraviolette observées par ces autres missions détectent les couches inférieures et plus profondes de l’atmosphère de la planète, où résident de gigantesques tempêtes et des nuages ​​​​de glace d’ammoniac.”

“D’un autre côté, le regard de Webb plus loin dans le proche infrarouge qu’auparavant est sensible aux couches de l’atmosphère à plus haute altitude, environ 25 à 50 km au-dessus des sommets des nuages ​​de Jupiter.”

« Dans l’imagerie proche infrarouge, les brumes à haute altitude apparaissent généralement floues, avec une luminosité accrue sur la région équatoriale. Avec Webb, les détails les plus fins sont résolus dans la bande lumineuse et brumeuse.

Os et autres. découvert un jet stream à grande vitesse situé au-dessus de l’équateur de Jupiter, au-dessus des principaux ponts nuageux. À une longueur d’onde de 2,12 microns, observée à des altitudes d’environ 20 à 35 km au-dessus des sommets des nuages ​​de Jupiter, les astronomes ont repéré plusieurs cisaillements de vent, ou zones où la vitesse du vent change avec la hauteur ou avec la distance, ce qui leur a permis de suivre le jet. Cette image met en évidence plusieurs caractéristiques autour de la zone équatoriale de Jupiter qui, entre une rotation de la planète (10 heures), sont très clairement perturbées par le mouvement du jet stream. Crédit image : NASA / ESA / CSA / STScI / Ricardo Hueso, UPV / Imke de Pater, UC Berkeley / Thierry Fouchet, Observatoire de Paris / Leigh Fletcher, Université de Leicester / Michael H. Wong, UC Berkeley / Joseph DePasquale, STScI.

Le courant-jet nouvellement découvert se déplace à environ 515 km par heure, soit deux fois les vents soutenus d’un ouragan de catégorie 5 ici sur Terre.

Elle est située à environ 40 km au-dessus des nuages, dans la basse stratosphère de Jupiter.

En comparant les vents observés par Webb à haute altitude aux vents observés dans les couches plus profondes de Hubble, les astronomes ont pu mesurer la vitesse à laquelle les vents changent avec l’altitude et générer des cisaillements de vent.

Alors que la résolution exquise et la couverture de longueur d’onde de Webb ont permis la détection de petits nuages ​​utilisés pour suivre le jet, les observations complémentaires de Hubble prises un jour après les observations de Webb étaient également cruciales pour déterminer l’état de base de l’atmosphère équatoriale de Jupiter et observer le développement de tempêtes convectives dans l’équateur de Jupiter non connectées au jet.

“Nous savions que les différentes longueurs d’onde de Webb et Hubble révéleraient la structure tridimensionnelle des nuages ​​​​d’orage, mais nous avons également pu utiliser le timing des données pour voir à quelle vitesse les tempêtes se développent”, a déclaré le Dr Michael Wong, astronome à l’Université de Californie, Berkeley.

Les chercheurs attendent avec impatience des observations supplémentaires de Jupiter avec Webb pour déterminer si la vitesse et l’altitude du jet changent avec le temps.

“Jupiter a un modèle complexe mais reproductible de vents et de températures dans sa stratosphère équatoriale, bien au-dessus des vents dans les nuages ​​et les brumes mesurés à ces longueurs d’onde”, a déclaré le Dr Leigh Fletcher, astronome à l’Université de Leicester.

“Si la force de ce nouveau jet est liée à ce modèle stratosphérique oscillant, nous pourrions nous attendre à ce que le jet varie considérablement au cours des 2 à 4 prochaines années. Ce sera vraiment passionnant de tester cette théorie dans les années à venir.”

“C’est étonnant pour moi qu’après des années de suivi des nuages ​​et des vents de Jupiter à partir de nombreux observatoires, nous ayons encore beaucoup à apprendre sur Jupiter, et des caractéristiques comme ce jet puissent rester cachées jusqu’à ce que ces nouvelles images NIRCam soient prises en 2022.”

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R. Os et autres. Un jet équatorial étroit et intense dans la basse stratosphère de Jupiter observé par JWST. Nat Astron, publié en ligne le 19 octobre 2023 ; est ce que je: 10.1038/s41550-023-02099-2