Les données de la sonde de descente de Galileo, qui a mesuré l'atmosphère de Jupiter le 7 décembre 1995, avaient donné lieu à des premières publications en mai 1996 (1). C'est maintenant au tour des données de l'orbiteur d'être interprétées. L'orbiteur de Galileo, qui effectuera une dizaine de rotations autour de Jupiter jusqu'au début de 1998, comprend une douzaine d'instruments d'analyse du plasma de la magnétosphère de Jupiter, des ondes radios, et des instruments d'imagerie visible dans le domaine du visible, de l'ultraviolet et de l'infrarouge. C'est sur ce dernier instrument, NIMS (Near-Infrared Mapping Spectrometer) que travaillent des chercheurs du Département de recherche spatiale (CNRS-Observatoire de Paris, section de Meudon) pour tenter d'élucider les mystères de l'atmosphère de Jupiter.
Les observations de NIMS consistent en " images spectrales " c'est-à-dire en images obtenues à un grand nombre de longueurs d'onde. La variation du flux lumineux, en fonction de la longueur d'onde en un point donné, constitue un spectre infrarouge. Son analyse permet de mesurer la quantité de certains constituants de l'atmosphère de Jupiter, ou de la surface de ses satellites. L'intérêt de ces observations est d'obtenir une bien meilleure définition d'image que celle permise par les observations au sol, et aussi d'accéder à des longueurs d'onde inaccessibles aux télescopes au sol en raison de l'absorption atmosphérique terrestre. Les observations au sol sont du reste complémentaires, car elles fournissent des informations sur l'aspect global de Jupiter dont Galileo étudie les détails. Ce sont elles qui avaient permis de situer le contexte de l'atmosphère de Jupiter à l'endroit du point d'arrivée de la sonde de descente de Galileo. En effet, celle-ci a traversé une région particulièrement sèche de Jupiter, un " point chaud " où la couverture nuageuse est très faible, ce qui explique les résultats à première vue surprenants : nuages presque inexistants, quantité de vapeur d'eau et de sulfure d'hydrogène très faibles, etc.
L'instrument NIMS permet à distance d'analyser divers points chauds de Jupiter, et de les comparer à des régions plus " normales " de Jupiter. NIMS est en particulier capable de mesurer la quantité de vapeur d'eau jusqu'à des profondeurs de 8 bars (8 fois l'atmosphère terrestre), ce qui est moins profond que les mesures de la sonde de descente (20 bars), mais néanmoins suffisant pour sonder au-dessous des deux couches de nuages supérieures. Les mesures de NIMS s'accordent avec celles de la sonde de descente pour mesurer des valeurs de l'eau très basses dans les points chauds. Ce " dessèchement " de l'atmosphère dans les points chauds est attribué à des courants descendants puissants, qui, comme sur Terre dans les régions désertiques intertropicales, dissipent les nuages et diminuent la quantité de vapeur d'eau de l'atmosphère supérieure. Ce n'est qu'à grande profondeur (au-dessous des niveaux maximaux atteints par la sonde de descente de Galileo) que l'on doit, d'après les modèles, retrouver des taux de vapeur d'eau uniformes sur Jupiter. Les données de NIMS permettront, en cartographiant ces variations de la vapeur d'eau sur des régions étendues, d'étudier plus précisément ce problème de la distribution de l'eau sur Jupiter, sujet qui suscite un intérêt croissant de la part des spécialistes de la météorologie jovienne.
D'autres composés sont mesurés par NIMS (phosphine, méthane monodeutérié, ammoniac, etc.) et leurs variations d'un point à un autre sur Jupiter seront recherchées lors des mesures successives des différentes orbites de Galileo. Des observations infrarouge de la Grande Tache Rouge ont été effectuées par NIMS, donnant pour la première fois des mesures précises de la structure verticale des nuages dans cet anticyclone exceptionnel. En particulier, un anneau de nuages entoure la Grande Tache Rouge, ces nuages étant situés à des altitudes plus basses que le coeur de la tache. Ces différences d'altitude sont probablement liées aux mouvements verticaux associés au vortex géant qu'est la Grande Tache Rouge.
Les observations de NIMS continuent maintenant sur une base régulière, chaque orbite (deux mois environ) apportant sa moisson de résultats. Des observations importantes de la face nocturne de Jupiter, des aurores polaires, de Io (satellite de Jupiter) et des autres satellites sont attendues dans les prochains mois. Après plus de quinze ans de préparation, les observations de Galileo sont donc maintenant enfin en cours d'analyse et les résultats en sont déjà très prometteurs.
En note
1 : Science, vol. 272, mai 1996
Référence :
-R. Carlson (Jet Propulsion Laboratory), [et al.], P. Drossart, Th. Encrenaz, E. Lellouch, M. Roos-Serote (DESPA, Observatoire de Paris, section de Meudon) [et al.], Science, vol. 274, p. 385-388. 1996