JUICE, mission

Jupiter, archétype des planètes géantes

Les sondes spatiales Galileo et Juno ont dévoilé la composition de l’atmosphère jovienne, sa structure nuageuse, ses aurores, ainsi que la nature du champ magnétique de cette planète. L’atmosphère de Jupiter, constituée essentiellement d’hydrogène et d’hélium, est verticalement très étendue puisque les nuages peuvent atteindre plus de 80 kilomètres d’altitude (contre 12 sur Terre). Les instruments embarqués sur ces sondes spatiales ont permis de suivre les mouvements de la couche nuageuse. Celle-ci se structure selon des bandes colorées qui sont créées par des vents atmosphériques (appelés vents zonaux et qui peuvent atteindre 500 km/h). En plus de la célèbre grande tache rouge – un anticyclone de la taille de la Terre –, de nombreuses structures tourbillonnaires et très spectaculaires ont été identifiées, notamment au niveau des pôles de Jupiter. La circulation atmosphérique, très complexe, est toujours mal comprise. L’un des objectifs de Juice est d’assurer un suivi temporel et spatial le plus précis possible de cette circulation atmosphérique, combinant des observations dans des gammes de longueurs d’onde multiples.

Au-dessus des nuages se trouve la stratosphère de Jupiter, dont le régime des vents est très peu connu. Mesurer la vitesse de ces vents n’est pas facile du fait de l’absence de traceurs visibles comme les nuages. Il faut en fait chercher à identifier des émissions moléculaires à très hautes résolutions spatiale et spectrale dans la gamme de longueurs d’onde millimétriques, ce que Juice sera capable d’effectuer lors de ces 67 vols rapprochés de Jupiter.

Jupiter est également la planète où ont lieu les aurores polaires les plus intenses du système solaire. Si leur origine liée aux particules éjectées par les volcans d’Io puis emportées par les courants circulant dans la magnétosphère n’a pas été remise en question, Juno et les programmes associés d’observation à partir de télescopes terrestres ont montré que la puissance des aurores est très importante, ce qui conduit à une élévation de la température de la haute atmosphère polaire de plusieurs centaines de degrés, passant ainsi de –70 °C à plus de 400 °C. Ces aurores peuvent alors perturber toute la magnétosphère jovienne jusqu'à l'orbite de la lune Io mais également la chimie de l’atmosphère. Enfin, notons que la découverte, issue de la mission Juno, de la très grande variabilité des propriétés de l’atmosphère profonde (interne) de Jupiter – jusqu’à des centaines de kilomètres en dessous de la couche visible de nuages – a constitué une surprise pour les scientifiques.