Les astronomes de UC Berkeley ont utilisé le massif W.M. Les scientifiques ne savent toujours pas pourquoi les taches sont devenues rouges, mais ils pensent qu'il se pourrait qu'ils extraient des matériaux plus sombres des profondeurs de l'atmosphère de la planète; lorsqu'il est exposé à la lumière ultraviolette du soleil, ce matériau devient rouge.
Le mois dernier, des astronomes de l'Université de Californie à Berkeley et de l'observatoire WM Keck à Hawaï ont pris des images à haute résolution dans le proche infrarouge du Great Red Spot, une tempête persistante à haute pression sur Jupiter, comme une tempête parvenue, Red Spot Jr ., brise par elle lors de sa course autour de la planète.
L'image, qui montre également la lune Io de Jupiter, a été prise le 20 juillet, heure d'Hawaï (21 juillet, heure universelle) par le télescope Keck II sur le Mauna Kea en utilisant une optique adaptative pour affiner l'image.
Les taches intéressent les astronomes parce que Red Spot Jr. s'est formé à partir de la fusion de trois taches blanches seulement récemment, entre 1998 et 2000, et en décembre 2005 est devenu rouge comme le Great Red Spot beaucoup plus ancien. Alors que la nouvelle tache rouge a à peu près la taille de la Terre, la grande tache rouge a presque le double de ce diamètre et fait le tour de la planète depuis au moins 342 ans.
Les images capturées par la caméra proche infrarouge de deuxième génération (NIRC2) sur Keck II montrent que, bien que les deux points rouges soient à peu près de la même couleur lorsqu'ils sont vus dans les longueurs d'onde visibles, ils diffèrent sensiblement aux longueurs d'onde infrarouges. Lorsque les astronomes ont vu la planète à travers un filtre à bande étroite centré sur la longueur d'onde proche infrarouge de 1,58 micron, Red Spot Jr., qui s'appelait Oval BA avant de passer du blanc au rouge, était beaucoup plus sombre, indiquant que les sommets des nuages de tempête peuvent être inférieurs à ceux de la grande tache rouge. Avec plus d'atmosphère au-dessus de ses sommets, plus de lumière infrarouge est absorbée par des molécules comme le méthane dans l'atmosphère.
"Le Red Spot Jr. n'est pas aussi haut que le Great Red Spot, ou il n'est tout simplement pas aussi réfléchissant, c'est-à-dire aussi dense", a déclaré l'astronome principale Imke de Pater, professeur d'astronomie à UC Berkeley. "Ces images vont imposer des contraintes sur l'altitude de Red Spot Jr."
On pense que le Great Red Spot s'élève à environ 8 kilomètres (5 miles) au-dessus du pont de nuages environnant. Le fait que Red Spot Jr. soit devenu rouge peut indiquer que ses nuages orageux tourbillonnants s'élèvent également plus haut, bien qu'apparemment ils ne soient pas aussi élevés que ceux de son plus grand compagnon, ou les nuages sont plus minces.
Pourquoi les taches sont rouges est un sujet de grand débat. Certaines personnes pensent que les vents ressemblant à des ouragans dans le Grand Point Rouge, qui peuvent atteindre 400 miles par heure, entraînent des matériaux plus profonds de l'atmosphère de la planète qui, lorsqu'ils sont exposés aux rayons ultraviolets, deviennent rouges. Un candidat est le gaz de phosphine, PH3, qui a été détecté sur Jupiter. La lumière ultraviolette pourrait catalyser sa conversion en phosphore rouge, P4, selon l'une des principales théories. Dans d'autres théories plus complexes, la phosphine interagit dans l'atmosphère avec des produits chimiques tels que le méthane ou l'ammoniac pour former des composés complexes tels que le méthylphosphane ou le phosphaéthyne.
Des études récentes suggèrent cependant que la couleur rouge peut également être attribuée aux allotropes de soufre, c'est-à-dire à différentes configurations moléculaires, y compris les chaînes et les anneaux, de soufre pur (S3-S20). Le nouveau travail émet l'hypothèse que les particules d'hydrosulfure d'ammonium sont transportées vers le haut dans la Grande Tache Rouge et sont brisées par la lumière ultraviolette. Les réactions chimiques ultérieures conduisent finalement à des allotropes de soufre à longue chaîne, dont la couleur peut varier du rouge au jaune.
"Le jury est toujours sur les processus exacts qui conduisent à la coloration rouge du Great Red Spot - et de l'Oval BA", a déclaré de Pater dans le numéro d'août 2006 du magazine Sky & Telescope.
Christopher Go, un astronome amateur qui a remarqué pour la première fois le changement de couleur de Red Spot Jr., a rejoint l'équipe de Pater plus tôt cette année. Il a noté que lors de la rencontre rapprochée entre les deux spots, Red Spot Jr. était légèrement écrasé, s'étirant dans sa direction de mouvement. La même chose s'est produite en 2002 et 2004 lorsque le Great Red Spot et le Red Spot Jr. se sont croisés, alors que Junior était blanc.
Le Great Red Spot tourne vers l'ouest, à l'opposé de la rotation vers l'est de la planète. Parce que les bandes alternées sur la surface jovienne se déplacent dans des directions opposées, le Red Spot Jr. adjacent se déplace vers l'est. La planète tourne environ une fois toutes les 10 heures.
Un autre collègue de Pater, le professeur de génie mécanique de l’UC Berkeley, Philip Marcus, a prédit il y a plusieurs années que le climat de Jupiter était en train de changer, en raison de la disparition des tempêtes cycloniques ou des taches dans les bandes. La formation de Red Spot Jr. à partir de trois tempêtes plus petites en est un exemple. Le mélange de l'atmosphère par ces cyclones maintient la température à peu près la même sur toute la planète, a-t-il soutenu, de sorte que la perte de ce mélange provoquera le réchauffement de l'équateur et le refroidissement des pôles.
Plus tôt cette année, le 16 avril, de Pater et son équipe ont capturé des photos de la planète dans le proche infrarouge, les ultraviolets et la lumière visible à l'aide du télescope spatial Hubble pour regarder de plus près les deux points rouges. Les observations avec le télescope Keck étaient une étude de suivi pour essayer de mesurer les vitesses des vents tourbillonnants dans les spots. La luminosité et la taille de Jupiter ont cependant confondu le système d'optique adaptative (AO), forçant les astronomes à manquer de bons plans de la planète alors que l'étoile guide était positionnée de manière optimale par rapport à Jupiter.
"C'était probablement l'observation la plus difficile jamais essayée avec le système AO à Keck", a déclaré de Pater, se référant à l'utilisation du système d'étoiles de guidage laser à côté d'un objet aussi grand et brillant que Jupiter. L'optique adaptative peut retirer le scintillement d'un objet provoqué par le mouvement thermique dans l'atmosphère, mais pour bien le faire, la cible doit être près d'un autre objet brillant qui peut servir de référence. Pour certaines images, la lune Io de Jupiter a été utilisée comme «étoile» de référence. Mais jusqu'à ce que Io soit suffisamment proche pour cela, une étoile guide laser a été créée près de Jupiter pour servir cet objectif.
«Il s'agissait de notre première tentative d'utilisation du laser pour obtenir des images corrigées AO de la surface de Jupiter», a déclaré le Dr Al Conrad, astronome de soutien à l'Observatoire de Keck. «La technique est prometteuse et, si nous la perfectionnons, elle nous offrira de nombreuses opportunités supplémentaires pour observer cet objet fascinant et en constante évolution.»
gros plan des deux taches rouges de Jupiter à travers un filtre de 5 microns
L'équipe, qui comprenait Keck observant les membres du soutien Terry Stickel, David le Mignant et Marcos van Dam et le post-doc d'UC Berkeley Michael Wong, a également obtenu un gros plan des deux spots à travers un filtre à bande étroite centré sur 5 microns, qui échantillonne le rayonnement thermique des profondeurs de la couche nuageuse. Les deux taches apparaissent sombres parce que les nuages bloquent complètement la chaleur émanant des altitudes inférieures, bien que les régions étroites autour des taches qui sont dépourvues de nuages montrent une fuite de cette chaleur dans l'espace.
"Ces images de 5 microns révèlent des détails dans l'opacité du nuage qui ne sont pas visibles aux autres longueurs d'onde et aideront à démêler la structure verticale des spots", a ajouté Wong. "Les arcs lisses et étroits visibles au sud de chaque point résultent probablement de l'interaction entre les points et les vents à grande vitesse qui sont déviés autour d'eux."
La résolution utilisant à la fois les vues étroites et larges sur la caméra était d'environ 0,1 seconde d'arc, soit seulement la moitié de ce qui peut être obtenu par une nuit claire avec une vision optimale.
L'Observatoire W.Keck exploite des télescopes jumeaux de 10 mètres situés au sommet du Mauna Kea sur l'île d'Hawaï et est géré par la California Association for Research in Astronomy, une société à but non lucratif dont le conseil d'administration comprend des représentants de Caltech, le Université de Californie et NASA. Pour plus d'informations, veuillez visiter http://www.keckobservatory.org.
Source d'origine: communiqué de presse de UC Berkeley
