gov-civil-vilareal.ptLes tempêtes tourbillonnantes sur Saturne et Jupiter ne ressemblent à rien sur Terre
>Les spirales et les verticilles sur Jupiter et Saturne peuvent sembler fascinantes, mais ce sont des tempêtes turbulentes qui sont littéralement hors de ce monde et autrement. Rien de tel ne se produit sur Terre.
On pensait que les tempêtes déchaînées sur ces géantes gazeuses provenaient de la basse atmosphère, tout comme celles de notre planète – jusqu'à maintenant. De nouvelles recherches suggèrent que ces tempêtes surnaturelles sont probablement alimentées par des forces internes plus profondes plutôt que par des forces externes qui alimentent les tempêtes juste au-dessus de la surface de la Terre. Des simulations de Jupiter et de Saturne ont montré que leurs systèmes météorologiques, des cyclones et anticyclones aux jets et panaches magnétiques, sont principalement causés par des processus internes violents.
La grande tache rouge de Jupiter, qui se serait formée lorsque l'intérieur dynamo qui génère le champ magnétique de la planète a déclenché d'immenses anticyclone — des systèmes dans des zones de haute pression dans lesquelles l'air s'enfonce et aucun nuage ni pluie ne se forment — n'est qu'un de ces phénomènes.
Ces planètes géantes n'ont pas de terrain solide qui puisse supprimer les forts courants-jets et les tempêtes (par exemple, les ouragans peuvent durer dans l'océan mais ne survivent pas longtemps sur terre)', Rakesh Kumar Yadav, qui a dirigé une étude récemment publiée dans Avancées scientifiques , dit SYFY WIRE. «Ces planètes tournent également beaucoup plus vite que la Terre, et leurs atmosphères (et leurs parties plus profondes puisqu'elles n'ont pas de surface solide) bouillent plus vigoureusement que notre atmosphère. Ces facteurs contribuent probablement à leurs différentes conditions météorologiques.
Il y a plus de tempêtes qui se préparent sur Jupiter et Saturne que la Grande Tache Rouge et la tempête hexagonale de Saturne, qui ont attiré le plus d'attention. L'une des dernières choses renvoyées par Cassini avant qu'il ne disparaisse dans l'atmosphère de Saturne pour toujours, il y avait des données gravitationnelles, et cela, avec les données de la mission Juno, a aidé l'équipe de Yadav à déterminer que les courants-jets sur les deux planètes doivent plonger à des milliers de kilomètres de profondeur. Cela a amené à se demander si certains des tourbillons de tempête que l'on peut voir sur ces planètes proviennent de la convection qui se produit loin sous la surface.
'Nous avons constaté que les grosses tempêtes de notre simulation dérivent également lentement vers l'ouest, comme la grande tache rouge de Jupiter', a-t-il déclaré.
Pour découvrir comment des tempêtes pourraient éventuellement naître dans les entrailles de ces planètes, l'équipe de recherche a modélisé ce qu'elle a appelé des simulations de coquille mince et de coquille épaisse. Ces deux approches sont allées plus loin que simplement supposer où les systèmes météorologiques émergent. Chaque type de simulation tenait compte de la convection rapide qui provoque des turbulences dans les coquilles sphériques en forme de planète qui ont été programmées pour tourner tout comme les planètes qu'elles simulaient.
'L'approche de la coquille mince suggère qu'en raison du fait que ces planètes tournent et se convectivent rapidement, il n'est pas très difficile de produire des tempêtes de grande ampleur', a déclaré Yadav. «De telles tempêtes se forment spontanément par un processus appelé auto-organisation turbulente. Cependant, si nous devons créer des tempêtes encore plus importantes, les champs magnétiques pourraient jouer un rôle.
Sur ces géantes gazeuses, la convection est provoquée comme sur Terre par des gaz plus chauds et moins denses qui s'élèvent et des gaz plus froids et plus denses qui descendent. Bien que seul le gaz soit impliqué ici, cela peut techniquement arriver avec n'importe quel fluide , ou substance qui peut s'écouler et changer de forme lorsqu'une force agit sur elle pour changer.
Tourbillons d'orages sur Jupiter. Crédit : NASA
Le cas de la coquille mince a étudié ce qui se passe dans les couches de convection dans les hautes atmosphères de Jupiter et de Saturne. Des turbulences se produisent entre les bandes atmosphériques plus sombres, ou ceintures, dans lesquelles le gaz plus froid descend, et les bandes plus claires appelées zones, où le gaz plus chaud monte. La simulation de la coquille mince a généré des cyclones, des anticyclones comme ceux que l'on pense être à l'origine de la Grande Tache Rouge, et les zones et ceintures également connues sous le nom de jets zonaux sur les géantes gazeuses comme Jupiter et Saturne.
Maintenant pour les trucs vraiment lourds. La dynamo d'une planète génère son champ magnétique du plus profond de l'intérieur. La dynamo de la Terre est le fer liquide qui s'écoule constamment dans le noyau externe (à l'extérieur du noyau interne du fer solide), et des courants électriques sont créés lorsque les électrons circulent avec lui, et cette énergie se transforme en un champ magnétique. C'est pourquoi on pense que les planètes avec des champs magnétiques ont des noyaux métalliques. La simulation de coque épaisse a recréé la façon dont le hydrodynamique des couches de géantes gazeuses, qui se comportent comme des fluides, interagissent avec leurs champs magnétiques. Cela a entraîné la convection profondément à l'intérieur du champ magnétique, ce qui l'a fait vomir des panaches dans l'espace. Partout où il y avait une énergie magnétique plus élevée, cela créait également plus d'anticyclones.
'De temps en temps, la couche dynamo interne éjecte essentiellement de gros panaches de fluide dans la couche externe', a déclaré Yadav. «Ces panaches ne peuvent pas continuer à s'éteindre éternellement et sont arrêtés par la couche de surface où nous voyons toute l'activité de la tempête. Ici, en raison de force de Coriolis , (présent en raison de la rotation de Jupiter), ces panaches doivent devenir des tempêtes anticyconiques. C'est ce qui conduit à la formation de tempêtes géantes en forme de crêpes.
Il existe des différences entre les planètes. Saturne a une atmosphère plus brumeuse, donc la dynamique des fluides derrière ses tempêtes est plus similaire que celle de Jupiter. Cela pourrait être dû au fait que l'atmosphère plus épaisse rend plus difficile de déterminer si les gaz tourbillonnent. Pas autant d'anticyclones semblent se produire sur Saturne non plus.
La prochaine fois que vous regarderez les tourbillons hypnotiques de Saturne et Jupiter, rappelez-vous que derrière la beauté, il y a une bête.
