De nouvelles recherches suggèrent que les conditions météorologiques étonnamment différentes aux pôles de Jupiter et de Saturne – l’une dominée par un seul hexagone massif, l’autre par un vortex central entouré de huit tempêtes plus petites – pourraient être directement liées à la composition de leurs intérieurs. Cette avancée offre une nouvelle façon d’étudier indirectement les couches profondes de ces géantes gazeuses, qui autrement seraient inaccessibles à l’observation directe.
Le puzzle polaire
Pendant des décennies, les astronomes se sont demandé pourquoi Jupiter et Saturne, malgré leur taille et leur composition chimique similaires, présentent des conditions météorologiques polaires si contrastées. Le pôle nord de Jupiter présente un vortex central entouré de huit tempêtes tourbillonnantes plus petites, chacune faisant environ la moitié de la largeur de la Terre. En revanche, le pôle nord de Saturne abrite un tourbillon hexagonal unique et colossal s’étendant sur une distance étonnante de 18 000 milles.
L’écart reste inexpliqué, car les deux planètes sont principalement composées d’hydrogène et d’hélium. Or, les simulations menées par des chercheurs du MIT suggèrent que la réponse réside dans la « dureté » du gaz à la base de leurs vortex polaires.
Modélisation du comportement du vortex
L’équipe a effectué des simulations complexes, faisant varier des facteurs tels que la taille de la planète, la vitesse de rotation, le chauffage interne et la densité du gaz à la base du vortex. Ils ont découvert qu’une base gazeuse plus molle et plus légère favorisait la formation de multiples vortex, comme ceux observés sur Jupiter, tandis qu’une base plus dure et plus dense favorisait un seul vortex dominant – reflétant la tempête hexagonale de Saturne.
« Notre étude montre que les propriétés intérieures et la douceur du fond du vortex influencent les modèles de fluides de surface », explique Wanying Kang, membre de l’équipe de recherche. “Ce lien entre les conditions météorologiques à la surface et l’intérieur des planètes n’a jamais été établi auparavant.”
Implications pour la composition planétaire
Les résultats suggèrent que Saturne pourrait avoir un intérieur plus dur et plus stratifié que Jupiter. Cela pourrait être dû à une concentration plus élevée d’éléments plus lourds comme des métaux ou des matériaux condensés au sein de Saturne, ce qui augmenterait la densité de sa basse atmosphère. Jupiter, à l’inverse, semble être composé de gaz plus doux et plus légers.
Cette idée est importante car elle fournit une méthode indirecte pour sonder l’intérieur des géantes gazeuses. L’étude directe des profondeurs de ces planètes est impossible avec la technologie actuelle, ce qui rend ce lien entre phénomènes de surface et structure interne inestimable. La recherche, acceptée pour publication dans Proceedings of the National Academy of Sciences, s’appuie sur les données des missions Juno et Cassini de la NASA, qui ont fourni des images détaillées des tempêtes polaires de Jupiter et de Saturne au cours des deux dernières décennies.
Comprendre la structure interne des géantes gazeuses est crucial non seulement pour la science planétaire, mais également pour affiner les modèles de formation et d’évolution des planètes. En révélant un lien fondamental entre les conditions météorologiques en surface et la composition en profondeur, cette recherche ouvre de nouvelles voies pour percer les mystères de ces mondes colossaux.
