Grande tache rouge

Vue de la Grande tache rouge en vraie couleur.

La grande tache rouge de Jupiter est un gigantesque anticyclone de l'atmosphère de Jupiter situé à 22°S de latitude^[1]. Long d'environ 25 000 km et large de près de 12 000 km (1979)^[2], il est donc gros comme trois fois la Terre. Des vents y soufflent à environ 700 km/h^[2]. On l'observe depuis plus de 300 ans^[3], bien que le nom de « grande tache rouge » n'ait été donné qu'autour de 1878, lorsque la couleur de l'objet est passée de brun à rouge^[4].

Observation

La Grande tache rouge vue de Voyager 1.

Le 25 février 1979, Voyager 1 a survolé Jupiter à 9,2 millions de km. C'est ainsi qu'ont été prises les premières images détaillées de la grande tache rouge, où des détails des nuages, correspondant à des dimensions de 160 km, sont visibles. Les images les plus détaillées à ce jour sont dues à la mission Cassini-Huygens, avec une résolution de 60 km^[5].

Au télescope

La grande tache rouge a été découverte par Cassini en 1665^[6], bien qu'on en donne parfois le crédit à Robert Hooke en l'an 1664^[1].

Elle est visible même depuis la Terre avec un télescope de 102 à 153 mm (4 à 6 pouces) de diamètre^[7]. Avec une période de rotation d'environ 6 jours terrestres^[8], la grande tache rouge, qui peut donc passer deux ou trois fois au méridien central de Jupiter au cours d'une même journée, est bien placée pour l'observation environ une heure avant et après ce passage (si Jupiter est visible dans le ciel observé). Sa latitude a été observée comme étant stable (22° dans l'hémisphère sud^[1]), avec des variations d'un degré, tandis que sa longitude varie constamment^{[9], [10]} (119° en septembre 2007^[11] et 127° en 2008^[4]).

Sa couleur varie du saumon au gris lorsque observée depuis la Terre. Des images à haute résolution ont montré que l'aspect grisâtre provient de nuages blancs qui peuvent se superposer à la grande tache rouge^[1].

Caractéristiques

Animation de la grande tache rouge
Source : American Museum of Natural History.

Vents et rotation

La grande tache rouge est confinée par deux courants-jet : un jet de force relativement modeste vers l'est (prograde) sur son côté sud et un autre très fort vers l'ouest (rétrograde) sur le nord^[12]. On observe depuis 1966 que sa rotation va à l'inverse des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire dans le sens anti-horaire^[13]. Ceci a été confirmé par Voyager 1 et 2 en 1979 : à cette époque, la période de rotation était de 7 jours terrestres, ce qui correspond à des vents d'environ 400 km/h en périphérie^[1]. La période de rotation a diminué avec le temps, peut-être en conséquence de la diminution de sa grandeur^[14].

Structure et composition

Dans la troisième dimension, on a pu noter que le sommet des nuages de la grande tache rouge s'élève à plus de 8 km au-dessus du sommet des nuages environnants, ce qui est une conséquence de sa température plus basse^[15], détectée par l'étude de données infrarouges à 892 nanomètres^[16]. Habituellement, les formations blanches sont formées de nuages de très haute altitude et les formations brunes sont au niveau des nuages les plus nombreux.

L'origine de la couleur très marquée de la grande tache rouge ne fait pas l'objet d'un consensus, même s'il est probable qu'elle réclame des composés organiques ou des molécules phosphorées ou sulfurées^[1]. Certains astronomes pensent que cette couleur est produite par une réaction chimique : la tache puise des matériaux inédits dans les profondeurs de Jupiter que la lumière ultraviolette du Soleil ferait réagir chimiquement^[16]. Une autre possibilité est que ces composés chimiques soient produits par des décharges électriques^[1].

Températures

En associant les données acquises avec le spectromètre infra-rouge du VLT à celles obtenues avec d’autres observatoires, les astronomes ont pu se rapprocher de la résolution du télescope spatial Hubble et obtenir des images thermiques précises : la température moyenne de la tâche est de – 160° , étant plus chaude de 3 à 4 °C au centre de l’anticyclone, là même où la couleur rouge est plus prononcée. Cette différence de température est suffisante pour permettre à la circulation de la tempête, habituellement dans le sens horaire, de se changer en lente circulation dans le sens anti-horaire au cœur même du centre de la tempête. Les bandes sombres qui se distinguent indiquent des masses de gaz plus froides qui suivent des courants descendants vers les profondeurs de la planète géante^[17].

Voisinage

Comme on peut le voir sur la photographie ci-contre, la grande tache rouge est entourée d'un ensemble complexe d'ondes turbulentes qui peuvent donner naissance à un ou plusieurs petits anticyclones satellites comme le nuage blanc de l'image qui est de la taille de la Terre.

En l'an 2000, une autre tache s'est formée dans l'hémisphère sud, similaire en apparence à la grande tache rouge mais plus petite. Elle a été créée par la fusion de plusieurs tempêtes ovales blanches plus petites (observées pour la première fois en 1938). La tache résultante, nommée Oval BA et surnommée Red Spot Junior (petite tache rouge en anglais), a depuis accru son intensité et est passée du blanc au rouge^{[18],[19],[20]}. Les mêmes mesures infrarouges indiquent que Red Spot Junior s'élève à la même altitude que la grande tache rouge et la même hypothèse quant à sa composition est mise en avant^[16].

Climatologie

Anticyclone

La grande tache rouge est un anticyclone puisqu'elle subit une rotation dans la direction anti-horaire dans l'hémisphère sud de Jupiter. Selon l'équilibre géostrophique entre la pression et la force de Coriolis dans cet hémisphère, ceci implique que c'est un système de haute pression^[4]. Par comparaison, sur Terre, les cyclones de toutes tailles sont des systèmes de basse pression.

La grande tache rouge a été découverte pour la première fois par Cassini en 1665^[6]. Ces observations originales s'étalent de 1665 à 1713^[21] et la grande tache rouge n'a toujours pas disparu depuis. C'est un record de longévité exceptionnel pour un anticyclone (sur Terre les anticyclones ne durent que quelques dizaines de jours). Même si des phénomènes similaires sont enregistrés dans les atmosphères de toutes les planètes à atmosphère gazeuse, aujourd'hui encore, les scientifiques s'interrogent sur l'origine exacte de cette formation et sur le mécanisme qui l'entretient aussi régulièrement. Des modèles mathématiques suggèrent que la tempête est stable et est une caractéristique permanente de la planète^[22].

Des simulations ont indiqué que sa stabilité peut provenir de l'absence de surface solide sous la grande tache rouge (qui évite ainsi la plus grande partie de la dissipation par frottement) et d'une tendance naturelle à absorber les turbulences alentour (comme source d'énergie renouvelée puisée dans la chaleur de l'atmosphère jovienne)^[1].

Les taches rouges de Jupiter en 2008.

Évolution de la tache

Premières observations

Les données provenant d'entre sa découverte en 1665 et 1830 ne permettent pas de déterminer avec certitude si la grande tache rouge est la même qu'à l'origine ou si elle s'est dissipée et reformée, ou bien si les observations d'avant 1830 n'étaient simplement pas archivées^[3].

Couleur

Autour de 1878, la couleur de l'objet est passée de brun à rouge^[4]. C'est d'ailleurs à partir de ce moment que le nom de « grande tache rouge » lui a été assigné.

La couleur de la grande tache rouge varie en intensité à des intervalles irréguliers ; de 1947 à 1997, la tache a été plus foncée dans les périodes de 1961–66, 1968–75, 1989–90 et 1992–93^[3].

Sa couleur varie du saumon au gris lorsque observée depuis la Terre. Des images à haute résolution ont montré que l'aspect grisâtre provient de nuages blancs qui peuvent se superposer à la grande tache rouge^[1].

Dimensions, période et vitesse des vents

Évolution des trois taches rouges principales sur trois mois en 2008.

D'autre part, les observations montrent que la grande tache rouge a perdu la moitié de sa taille au cours du XX^e siècle. À la fin du XIX^e siècle, sa longueur était d'environ 40 000 km, alors que lorsque Voyager 1 et 2 l'ont survolée en 1979, elle avait rapetissé à environ 25 000 km de longueur. Sa hauteur en latitude est demeurée à peu près la même, soit 12 000 km^[2]. En l'absence d'éléments plus probants, les scientifiques ne savent décider s'il s'agit d'une tendance qui amènera sa disparition complète (certains vont jusqu'à parler de changement climatique global en cours sur Jupiter) ou s'il s'agit d'une fluctuation aléatoire normale (et donc seulement transitoire)^[2].

La période de rotation a diminué avec le temps, proportionnellement à la diminution de sa grandeur. Cette période de rotation était de 6 à 8 jours terrestres en 1979^[14].

Une hypothèse quant à son rapetissement est que depuis l'époque de Voyager, la vitesse des vents entourant la tache a augmenté de 70 % ; cette vitesse est d'environ 700 km/h^[2] tandis qu'en 1979, elle était d'environ 400 km/h^[1].

Voir aussi

La grande tache sombre, vue par Voyager 2.

• Jupiter
  • Anneaux de Jupiter
  • Lunes de Jupiter
  • Atmosphère de Jupiter
    • Oval BA ou Red Spot Junior (petite tache rouge)
• Neptune
  • La grande tache sombre, un trou dans l'atmosphère de Neptune

Dans la fiction

• L'épisode de Battlestar Galactica intitulé The Eye of Jupiter^[23]

Liens externes

• Un site sur la grande tache rouge de Jupiter

Notes

Références

• Beebe, Reta (1997). Jupiter the Giant Planet, 2nd edition, Washington: Smithsonian Books. ISBN 1-56098-685-9. OCLC 224014042.
• Reese, Elmer J.; Solberg, H. Gordon (1966). Recent measures of the latitude and longitude of Jupiter's red spot. Icarus 5 (1–6): 266–273. doi:10.1016/0019-1035(66)90036-4.
• Rogers, John H. (1995). The Giant Planet Jupiter. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-41008-8. OCLC 219591510.
• Smith, B. A. et al (1979). "The Jupiter system through the eyes of Voyager 1". Science 204: 951–957, 960–972. doi:10.1126/science.204.4396.951. PMID 17800430. Consulté le 2007-06-14.
• (en) John H. Rogers, « The accelerating circulation of Jupiter’s Great Red Spot », dans Journal of the British Astronomical Association, vol. 118, n^o 1, 2008, p. 14–20 [texte intégral [PDF]] .

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