L'intérieur de Jupiter se dévoile

Publié par Adrien le 23/09/2022 à 13:00
Source: CNRS INSU
La mission Juno, lancée par la NASA, est en orbite polaire autour de Jupiter depuis 2016, avec une période de 53 jours. C'est la première fois que l'on dispose de mesures couvrant toutes les latitudes de Jupiter, et c'est donc la première fois que l'on peut cartographier globalement le champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux...) de Jupiter, le plus intense des planètes du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...). Au contraire de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...), où la dynamo (Abréviation de dynamoélectrique, dynamo désigne une machine à courant continu fonctionnant en...), à l'origine du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique, est localisée dans le noyau externe essentiellement composé de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le...) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) à très hautes pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) et température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...), on pense que sur Jupiter, la dynamo trouve son origine dans une couche profonde où l'hydrogène métallique (L'hydrogène métallique est une phase de l'hydrogène qui survient lorsqu'il est...) domine.


Coupe schématique de Jupiter. La zone violette représente la région où la phase métallique H domine. Le modèle de l'étude prédit un sommet de la dynamo (trait violet) qui correspond au sommet de cette région.
© Sharan S. et al.

Dans une nouvelle étude menée par une équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) comprenant des scientifiques du CNRS-ISNU, quatre années d'observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) ont été utilisées pour calculer un modèle global du champ jovien. À la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...), le champ excède 1,6 mT, plus de 20 fois le champ terrestre. Les chercheurs ont analysé le spectre d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) de ce modèle et ont déterminé que le rayon de la zone dynamo est égal à 0,83 rayons joviens, soit bien plus superficiel que dans le cas de la Terre. Cette zone correspond à une région où l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) change de phase et devient métallique, comme déduit de nouvelles données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) expérimentales (Brygoo et al. 2021).

Grace à plusieurs années de mesures, il est aujourd'hui aussi possible d'observer et de quantifier directement la variation séculaire (ou annuelle) du champ jovien. Sur Terre, le changement annuel est de l'ordre de 0,35 % ; sur Jupiter, il est plus important et atteint presque 0,6 %. Les temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) caractéristiques de la variation séculaire indiquent que les processus générant la dynamo sont essentiellement des mouvements d'advection (les mouvements font directement varier le champ). Certaines structures, notamment près de l'équateur, suggèrent des mouvements zonaux, peut-être à relier à ceux observés en surface, mais il y a d'autres structures, non zonales, qu'il faut aussi prendre en compte. La bonne connaissance de ce champ et de ses variations spatiales et temporelles sera importante dans le cadre de la mission Juice, dont le lancement est prévu pour 2023.

En savoir plus:
The internal structure and dynamics of Jupiter unveiled by a high-resolution magnetic field and secular variation model, Geophys. Res. Lett., 2022.
Sharan S., B. Langlais, H. Amit, E. Thébault, M. Pinceloup, and O. Verhoeven.
https://doi.org/10.1029/2022GL098839
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