La mission Juno de la NASA a publié ses premiers résultats scientifiques sur la quantité d'eau dans l'atmosphère de Jupiter. Des données, récemment publiées dans la revue Nature Astronomy, montrent qu'à l'équateur, l'eau représente environ 0,25% des molécules de l'atmosphère de Jupiter – près de trois fois celle du Soleil.
Une estimation précise de la quantité totale d'eau dans l'atmosphère de Jupiter figure sur la liste de souhaits des scientifiques planétaires depuis des décennies: le chiffre de la géante gazeuse représente une pièce manquante critique dans la formation de notre système solaire. Jupiter a probablement été la première planète à se former et elle contient la plupart des gaz et de la poussière qui n'étaient pas inclus dans le Soleil.
Les principales théories sur sa formation sont basées sur la quantité d'eau que la planète a absorbée. L'abondance de l'eau est également essentielle à la météorologie de la géante gazeuse (car les courants de vent circulent autour de Jupiter) et à la structure interne. Alors que la foudre – un phénomène couramment causé par l'humidité – découverte sur Jupiter par Voyager et d'autres engins spatiaux impliquait la présence d'eau, une estimation précise de la quantité d'eau profonde dans l'atmosphère de Jupiter restait insaisissable.
Avant que la sonde Galileo ne cesse de transmettre des données en 1995, elle transmettait des mesures spectrométriques de la quantité d'eau dans l'atmosphère de la géante gazeuse jusqu'à une profondeur d'environ 120 kilomètres, où la pression atmosphérique atteignait environ 22 bars. Les scientifiques travaillant sur les données ont été alarmés de constater que l'eau était dix fois moins que prévu.
Plus surprenant encore, la quantité d'eau mesurée par la sonde Galileo semble encore augmenter à sa plus grande profondeur mesurée, bien en dessous du niveau où les théories suggèrent que l'atmosphère devrait être bien mélangée. Dans une atmosphère bien mélangée, la teneur en eau de la région est constante et est susceptible de représenter la moyenne mondiale. En d'autres termes, ce sera un indicateur plus précis de la disponibilité de l'eau sur la planète. Combinés à une carte infrarouge obtenue au même moment par un télescope au sol, les résultats ont indiqué que la mission de la sonde aurait pu tout simplement échouer, atteignant un point météorologique exceptionnellement sec et chaud sur Jupiter.
«Tout comme nous pensons avoir découvert quelque chose, Jupiter nous rappelle combien nous avons encore à apprendre», a déclaré Scott Bolton, chercheur principal pour la mission Juno au Southwest Research Institute de San Antonio. «La découverte surprenante de Juno est que l’atmosphère n’était pas bien mélangée, même sous les sommets des nuages, ce qui est un mystère que nous essayons encore de résoudre. Personne n'aurait deviné que l'eau pouvait être si volatile sur cette planète.
Le vaisseau spatial solaire Juno a été lancé en 2011. Grâce à l'expérience de la sonde Galileo, la mission cherche à obtenir des lectures de l'abondance de l'eau dans de vastes régions de la vaste planète. Un nouveau type d'instrument pour explorer les planètes dans l'espace lointain, le radiomètre à micro-ondes Juno (MWR) observe Jupiter d'en haut à l'aide de six antennes qui mesurent simultanément la température de l'air à différentes profondeurs. Le radiomètre micro-ondes tire parti du fait que l'eau absorbe certaines longueurs d'onde du rayonnement micro-ondes. Les températures mesurées sont utilisées pour limiter la quantité d'eau et d'ammoniac dans l'atmosphère profonde, car les deux molécules absorbent le rayonnement micro-ondes.
L'équipe scientifique de Juno a utilisé les données collectées au cours des huit premières explorations scientifiques de Jupiter pour produire de nouveaux résultats. Ils étaient initialement concentrés dans la région équatoriale, car l'atmosphère y semble plus bien mélangée même en profondeur, contrairement à d'autres régions. Depuis son orbite, le radiomètre a pu collecter des données bien plus profondes dans l'atmosphère de Jupiter que la sonde Galileo – 150 kilomètres, où la pression atteint 33 bars.
En conséquence, les scientifiques ont découvert qu'il y avait beaucoup plus d'eau à l'équateur de Jupiter qu'on ne le croyait selon les données de la sonde Galileo. Maintenant, la tâche principale est de comparer les résultats obtenus avec l'analyse de la disponibilité de l'eau dans d'autres régions de la planète.
