Jupiter est plus petite qu’on ne le pensait, selon des scientifiques israéliens

À la tête d’une équipe internationale composée de chercheurs italiens, américains, français et suisses, les scientifiques de l’Institut Weizmann ont réalisé, grâce aux nouvelles données fournies par la sonde spatiale Juno de la NASA, des mesures plus précises que jamais de la taille et de la forme de Jupiter.

Selon cette étude revue par des pairs et publiée dans Nature Astronomy, le rayon de Jupiter est environ quatre kilomètres plus fin à son équateur et 12 kilomètres plus plat aux pôles que ce que laissaient supposer les évaluations précédentes.

Les scientifiques ont ainsi déterminé que la planète avait un rayon de 71 484 kilomètres. Les données précédentes l’avaient mesuré à 71 492 kilomètres. Jupiter, cinquième planète à partir du Soleil, est suffisamment grande pour contenir plus de 1 300 Terres.

« Désormais, et pour la première fois, nous disposons d’une mesure précise de la taille de Jupiter », a déclaré le professeur Yohai Kaspi, du département des sciences terrestres et planétaires de Weizmann, dans une interview accordée au Times of Israel. « C’est très important, dans la mesure où nous ne connaissions pas vraiment le rayon de cette planète. Nous n’avions toujours que des estimations. Et maintenant, nous disposons de données plus précises, ce qui nous a permis de résoudre de nombreuses énigmes. »

Jupiter : une planète principalement composée de gaz, avec 95 lunes

Jupiter est principalement composée d’hydrogène et d’hélium. Cette géante massive a « probablement été la première planète à se former dans le système solaire », a indiqué Kaspi.

« Nous le savons parce qu’elle est la plus grande », a-t-il ajouté. « Il est impossible qu’une petite planète ait pu se former avant une planète aussi massive. »

D’après Kaspi, l’étude de la structure interne et de la densité de Jupiter fournit aux scientifiques des preuves sur la manière dont cette formation s’est produite.

« Il y avait le soleil, il y a eu une explosion, et nous avons vu apparaître Jupiter, puis Saturne, suivies du reste des planètes », a poursuivi Kaspi.

Les scientifiques ignorent encore si Jupiter possède un noyau central composé de matière solide. La planète est entourée de 95 lunes, anneaux et astéroïdes.

C’est également cette géante qui possède le jour le plus court de tout le système solaire. S’il faut 24 heures à la Terre pour effectuer une rotation complète, celle de Jupiter dure moins de 10 heures.

Les estimations de la forme de Jupiter dérivaient jusqu’à présent de six mesures effectuées par des chercheurs il y a 50 ans dans le cadre des missions Voyager et Pioneer de la NASA, qui ont envoyé des faisceaux d’ondes radio depuis les sondes spatiales vers la Terre, fournissant ainsi une base de données sur Jupiter.

La NASA a ensuite lancé Juno en 2011. Après près de 5 ans et plus de 2,8 milliards de kilomètres, la sonde a atteint Jupiter, s’est placée en orbite autour de la géante et a commencé à renvoyer des flux de données brutes.

Cet engin spatial est le premier à sonder sous les nuages denses et impressionnants de Jupiter. Selon la NASA, Juno « s’efforce de répondre à des questions sur l’origine et l’évolution de Jupiter, de notre système solaire et des planètes géantes à travers le cosmos ».

En 2021, la NASA a prolongé la mission de Juno afin que la sonde puisse continuer à étudier Jupiter et ses lunes de plus près. Une nouvelle trajectoire élargie a placé l’engin spatial sur une orbite qui l’a entraîné derrière Jupiter du point de vue de la Terre, ce que son orbite précédente ne lui avait jamais permis de faire.

Lorsque la sonde est passée derrière la planète, son signal de communication radio a été bloqué et dévié par l’atmosphère de Jupiter.

Maria Smirnova, doctorante dans le groupe de Kaspi à Weizmann, a mis au point une technique particulière permettant de traiter les nouvelles données de Juno qui transitent via le faisceau radio envoyé vers la Terre.

« Lorsque le faisceau radio traverse l’atmosphère de la planète, il dévie légèrement », a expliqué Kaspi. « Nous mesurons cette déviation. Plus elle est importante, plus l’atmosphère est dense. »

Comme les scientifiques savent « exactement où se trouve Jupiter, où se trouve la Terre et où se trouve la sonde », ils sont en mesure de « déterminer quelle est la densité à une certaine distance du centre de la planète et, à partir de là, d’établir le rayon et la forme de la planète », a ajouté Kaspi.

Vents et tempêtes joviens

Selon Kaspi, les mesures antérieures de la NASA ne tenaient pas compte non plus des vents puissants qui balaient Jupiter, dont certains atteignent 539 kilomètres à l’heure.

Il est en outre difficile de voir ce qui se passe sous les nuages de la planète.

« Les données radio nous fournissent un aperçu de la profondeur des vents zonaux et de la puissance des ouragans de Jupiter », a-t-il déclaré.

Les travaux antérieurs de Kaspi sur les cyclones polaires de Jupiter, qu’il avait menés en collaboration avec le Dr Nimrod Gavriel, diplômé de son groupe, ont permis à la NASA de disposer d’informations cruciales pour la mission prolongée de Juno. Ces recherches ont été publiées dans la revue à comité de lecture PNAS.

Une meilleure compréhension des vents de Jupiter permettra aux scientifiques d’expliquer la relation entre l’atmosphère de la planète et son intérieur profond.

« Nous travaillons sur les vents, les tempêtes, le champ magnétique et différents aspects de la planète », a-t-il indiqué. « De plus, étudier ce qui se passe à l’intérieur de Jupiter nous permet de nous rapprocher de la compréhension de la formation du système solaire et des planètes comme la nôtre. »

« La nuit, quand vous regardez le ciel, vous voyez Jupiter, qui est la plus grande planète et l’étoile la plus brillante », a poursuivi Kaspi. « Jusqu’à présent, nous avions une idée approximative de la taille de cette planète. Désormais, nous la connaissons exactement. »