La planète Jupiter est plus petite et plate que prévu

Vue de la sonde spatiale Juno sur la géante gazeuse Jupiter.Image: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Ils ont fait deux découvertes surprenantes sur Jupiter

La géante gazeuse a été à nouveau mesurée à l’aide de la sonde spatiale Juno de la Nasa. Surprise, elle est légèrement plus petite qu’on ne le pensait jusqu’ici. De plus, elle est aussi moins sphérique.

Jupiter est de loin la plus grande planète de notre système solaire. Elle est si massive que l’on peut dire qu’elle joue dans sa propre catégorie: sa masse est environ 2,5 fois supérieure à celle des sept autres planètes réunies et correspond à 318 masses terrestres.

Jusqu’à récemment, les données de mesure les plus précises de la géante gazeuse dataient de 50 ans; il s’agissait des valeurs de référence fournies par les sondes spatiales Voyager et Pioneer dans les années 1970. Celles-ci doivent désormais être corrigées, car une nouvelle campagne de mesures réalisée à l’aide de la sonde Juno, qui orbite autour de Jupiter depuis 2016, a livré des valeurs plus précises. Et celles-ci sont légèrement inférieures aux précédentes.

La nouvelle campagne de mesures a été dirigée par des chercheurs du Weizmann Institute of Science en Israël et menée conjointement avec une équipe internationale. Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique Nature Astronomy.

Occultation radio

Jupiter a été mesurée au moyen d’occultations radio. Il s’agit d’une technique de mesure destinée à sonder les atmosphères planétaires à l’aide de signaux radio qui se propagent à travers l’atmosphère d’un émetteur vers un récepteur. On détermine ainsi dans quelle mesure les signaux radio sont modifiés par la gravité et l’atmosphère d’une planète.

Mesure par sondage radio: au moment t1, la sonde spatiale se trouve encore au-dessus de l’atmosphère et le faisceau radio n’est pas influencé par celle-ci. Au moment t2, le faisceau radio traverse l’atmosphère et est dévié.Grafik: Wikimedia/Ralf Schaa

Selon les six seules mesures de Voyager et Pioneer qui faisaient jusqu’ici office de valeurs de référence, Jupiter présente un rayon de 71 492 kilomètres à l’équateur et de 66 854 kilomètres aux pôles, soit une moyenne de 69 911 kilomètres. Toutefois, ces mesures comportaient une incertitude de plus de quatre kilomètres.

Les nouveaux résultats, fondés sur 26 mesures, montrent en revanche que la géante gazeuse est environ huit kilomètres plus étroite à l’équateur que ce que l’on pensait jusqu’à présent. Aux pôles, la différence est plus marquée: elle atteint 24 kilomètres. Jupiter est donc légèrement plus petite et nettement plus aplatie qu’on ne l’admettait jusqu’ici. Les nouvelles mesures sont en outre plus précises; selon l’équipe de recherche, l’incertitude de mesure a pu être réduite d’un ordre de grandeur, à 0,4 kilomètre.

Les nouvelles valeurs mesurées par la sonde spatiale Juno comparées aux valeurs précédentes.Image: Weizman Institute of Science

Les nouvelles données de mesure ont des répercussions

Cette correction de quelques kilomètres n’en demeure pas moins significative. Les manuels scolaires doivent désormais être mis à jour, car la forme et la taille de Jupiter constituent une référence pour de nombreuses mesures et modèles astronomiques et astrophysiques, souligne Yohai Kaspi du Weizman Insitute. Le rayon de la géante gazeuse sert en outre souvent de standard d’étalonnage pour la modélisation de grandes exoplanètes.

Les hypothèses concernant l’intérieur de Jupiter doivent également être partiellement révisées. «Jusqu’à présent, tous les modèles de l’intérieur de Jupiter utilisaient la valeur de référence L81 de 71 492 kilomètres pour le rayon équatorial afin de déduire la structure interne de la planète», écrivent les scientifiques.

Des données d’observation plus récentes ont toutefois mis en évidence à plusieurs reprises des écarts par rapport à ces modèles, par exemple concernant la proportion d’éléments lourds dans différentes couches de l’enveloppe gazeuse de Jupiter. En actualisant les modèles avec le nouveau rayon équatorial, plus petit, ceux-ci correspondent mieux aux mesures de la gravité et de l’atmosphère de Jupiter. (dhr)