CNRS : Centre National de la Recherche Scientifique
Liens utiles CNRSLe CNRSAnnuairesMots-Clefs du CNRSAutres sites
Accueil Sciences et technologie de l'information et de l'ingénierie : Centre National de la reherche scientifiqueAccueil Sciences et technologie de l'information et de l'ingénierie : Centre National de la reherche scientifique
   Accueil > La recherche en Sciences de l'ingénierie et des systèmes > Actualités scientifiques > Une expérience dévoile la structure des bandes de Jupiter

Actualités scientifiques


27 février 2017


Une expérience dévoile la structure des bandes de Jupiter



Les surfaces de Jupiter, de Saturne, et probablement de la plupart des planètes géantes gazeuses, s’organisent en couronnes de vents intenses circulant alternativement vers l’est et vers l’ouest. Si leur largeur est facilement observable, la profondeur de ces rayures fait débat. Des chercheurs de l’IRPHE et de l’université de Californie ont montré qu’elles se prolongent probablement sur des milliers de kilomètres sous la surface, grâce à un modèle et une expérience qui s’appliquent à toutes les géantes gazeuses. Ces travaux sont publiés dans Nature Physics.



Si sur Terre la structure géologique et l’atmosphère se distinguent nettement, les différentes couches des géantes gazeuses restent bien moins connues. Vue de l’espace, Jupiter est divisée en bandes horizontales, qui tournent chacune dans le sens opposé de ses voisines, et dont la profondeur est débattue par la communauté scientifique. Pour les tenants de l’école « atmosphère », elles ne sont épaisses que de 50 à 100 kilomètres, tandis que les défenseurs de la théorie de la « géophysique interne » estiment qu’elles atteignent au moins 5000 kilomètres de profondeur.


Des chercheurs de l’Institut de recherche sur les phénomènes hors équilibre (IRPHE, CNRS/Aix-Marseille Université/École centrale Marseille) et de l’Université de Californie ont proposé un modèle expérimental en faveur des bandes profondes. Ils ont construit une sorte de jacuzzi de 400 litres, où l’eau tourne à 75 tours par minute. Un écoulement turbulent à petite échelle s’y organise en structures de plus en plus grandes suivant une cascade inverse d’énergie, puis en jets intenses qui s’alternent en bandes de directions opposées, y compris dans les zones les plus profondes. On retrouve bien la dynamique des fluides présente sur Jupiter et ses turbulences dites zonostrophiques, où une injection d’énergie désordonnée à petite échelle produit une organisation en bandes à grande échelle. Ce modèle est renforcé aussi bien par des simulations numériques que par les dernières observations de la mission Juno de la NASA, en orbite autour de Jupiter. Il s’applique d’ailleurs à toutes les planètes tournant très vite sur elles-mêmes comme Saturne et les géantes gazeuses en général.


© IEMN

D’avant en arrière, vitesse azimutale instantanée calculée par le modèle numérique (© B. Favier/IRPHE), mesures au laboratoire de la vitesse azimutale moyennée sur 450 rotations (© S. Cabanes/IRPHE), et Jupiter vue du pôle sud (© NASA/JPL/Space Science Institute, mission Cassini).



Références :

A laboratory model for deep-seated jets on the gas giants
Simon Cabanes, Jonathan Aurnou, Benjamin Favier and Michael Le Bars
Nature Physics (2017)
DOI : 10.1038/nphys4001



Contacts chercheurs :
Michaël Le Bars - IRPHE


Contact communication INSIS :
insis.communication@cnrs.fr


Accueil du Sitecontactimprimer Plan du sitecredits