Des chercheurs du Département de recherche spatiale (DESPA, CNRS-Observatoire de Paris), à Meudon, et du SouthWest Research Institute (San Antonio, Texas, USA) ont développé un modèle concernant le « chauffage » de l'atmosphère jovienne (1). Ce modèle tendrait à prouver que le réchauffement de certaines parties de l'atmosphère supérieure de Jupiter, observée par la sonde Galileo, serait dû, pour partie, à une précipitation de particules provenant de la magnétosphère jovienne. Des ondes de gravité, de même nature que celles présentes dans l'atmosphère terrestre, seraient également à l'Ïuvre dans ce processus de réchauffement, d'après d'autres auteurs (2).
Les mesures de la sonde de descente de Galileo ont montré que
l'atmosphère supérieure de Jupiter, dans la partie
appelée thermosphère, à 500 km au-dessus du
niveau des nuages, est à des températures beaucoup plus
élevées, de l'ordre de 1000 K, que celles attendues
dans le cadre d'un modèle fonctionnant en équilibre avec le
rayonnement solaire (200 K seulement). Ce résultat, obtenu
par la sonde Voyager, a été confirmé de
manière très précise par Galileo, qui a aussi pu
mesurer les variations du profil de température avec
l'altitude.
Deux explications principales sont avancées pour expliquer ces
températures :
- la dissipation d'ondes atmosphériques provenant des couches plus
profondes provoque une élévation de température de
l'atmosphère supérieure. Il s'agirait d'ondes de
gravité, sortes de vagues provoquées par les oscillations
de l'atmosphère thermiquement stable. De telles ondes sont
couramment observées dans la stratosphère terrestre.
- l'atmosphère supérieure est chauffée par des
précipitations de particules provenant de la
magnétosphère, comme dans les zones de
précipitations aurorales, près des pôles. Des mesures
en rayons X obtenues par le satellite germano-américain ROSAT
mettent en évidence directement la présence de telles
précipitations dans les régions proches de
l'équateur comme celles sondées par Galileo. Ces mesures
montrent que les interactions entre la magnétosphère et
l'atmosphère de Jupiter doivent être prises en compte dans
le bilan énergétique de l'atmosphère
supérieure. Un modèle décrivant le chauffage
atmosphérique par de telles précipitations a
été mis au point au DESPA.
La comparaison des bilans des deux explications montre que toutes deux
sont probablement à l'Ïuvre pour expliquer le chauffage de la
thermosphère de Jupiter. Un problème soulevé par les
observations Voyager en 1979 est donc en voie d'être résolu
grâce aux observations conjointes de Galileo et de ROSAT.
(1) - J. H. Waite, G. R. Gladstone, W. S. Lewis, P.
Drossart,
T. E. Cravens, A. N. Maurellis, B. H. Mauk and S. Miller. Science,
276, 104 (1997)
(2) - Young et al. : Science,
276, 108 (1997)
- Seiff et al. : Science, 276, 102 (1997).