Jupiter's hidden depths: Simulation suggests planet holds 1.5 times more oxygen than the sun
Les profondeurs cachées de Jupiter : une simulation suggère que la planète contient 1,5 fois plus d’oxygène que le Soleil
Par Louise Lerner, Université de Chicago
Édité par Gaby Clark, relu par Robert Egan
Notes de la rédaction
The GIST
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De gigantesques tempêtes tourbillonnent à la surface de Jupiter. Jusqu’à présent, il était impossible d’observer ce qui se cache en dessous, mais une nouvelle simulation menée par une scientifique de l’Université de Chicago apporte un éclairage nouveau sur notre compréhension. Crédit : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, traitement d’image par Kevin M. Gill, CC BY
Des nuages spectaculaires tourbillonnent à la surface de Jupiter. Ces nuages contiennent de l’eau, comme sur Terre, mais leur densité est bien plus élevée sur la géante gazeuse ; ils sont si épais qu’aucune sonde spatiale n’a pu mesurer précisément leur composition.
Une nouvelle étude menée par des scientifiques de l’Université de Chicago et du Jet Propulsion Laboratory nous offre une vision plus précise de la planète grâce à la création du modèle le plus complet à ce jour de l’atmosphère de Jupiter.
Entre autres, l'analyse répond à une question de longue date concernant la quantité d'oxygène contenue dans la géante gazeuse : elle estime que Jupiter contient environ une fois et demie plus d'oxygène que le Soleil. Cela aide les scientifiques à mieux comprendre la formation des planètes du système solaire.
« Il s'agit d'un débat de longue date en planétologie », explique Jeehyun Yang, chercheur postdoctoral à l'Université de Chicago et premier auteur de l'article. « Cela témoigne de la façon dont la dernière génération de modèles informatiques peut transformer notre compréhension des autres planètes.»
L'étude a été publiée le 8 janvier dans The Planetary Science Journal.
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Compilation d'images de la planète géante Jupiter prises par le télescope spatial Hubble. La période de rotation réelle de Jupiter est d'environ 10 heures, et les rayures qu'elle présente sont en réalité des bandes de nuages et de tempêtes. Crédit : NASA, ESA, Amy Simon (NASA-GSFC)
Nuages et chimie
On connaît les tempêtes qui règnent sur Jupiter depuis au moins 360 ans : c’est à cette époque que les astronomes, à l’aide des premiers télescopes, ont observé une curieuse et vaste tache permanente à la surface de la planète.
La Grande Tache rouge est une tempête gigantesque, deux fois plus grande que la Terre, qui tourbillonne depuis des siècles. Ce n’est qu’une parmi tant d’autres sur la planète, car des vents violents et d’épais nuages font que toute la surface de Jupiter est recouverte d’un kaléidoscope de tempêtes.
Ce que nous ignorons, c’est la nature exacte de ce qui se cache sous ces tempêtes. Les nuages sont si denses que la sonde Galileo de la NASA a perdu le contact avec la Terre lors de sa plongée dans la haute atmosphère en 2003. La prochaine mission à visiter Jupiter, Juno, catalogue actuellement la planète depuis son orbite, à distance de sécurité.
Ces mesures orbitales nous renseignent sur la composition de la haute atmosphère : ammoniac, méthane, hydrosulfure d'ammonium, eau et monoxyde de carbone, entre autres. Les scientifiques ont combiné ces données avec des connaissances sur les réactions chimiques pour élaborer des modèles de l'atmosphère profonde de Jupiter.
Cependant, les études divergent sur certains points, notamment sur la quantité d'eau – et donc d'oxygène – présente sur la planète. Yang a vu là l'opportunité d'appliquer une nouvelle génération de modélisation chimique à cette question complexe.
La chimie de l'atmosphère de Jupiter est d'une complexité incroyable. Les molécules circulent entre les températures extrêmement élevées des profondeurs atmosphériques et les régions supérieures plus froides, changeant d'état et se réorganisant en différentes molécules, grâce à des milliers de réactions différentes. Mais le comportement des nuages et des gouttelettes doit également être pris en compte.
Pour mieux appréhender tous ces phénomènes, Yang a collaboré avec une équipe de scientifiques afin d'intégrer la chimie et l'hydrodynamique dans un seul modèle – une première.
« Il faut les deux », a déclaré Yang. La chimie est importante, mais elle n'explique pas le comportement des gouttelettes d'eau ni des nuages. L'hydrodynamique, à elle seule, simplifie beaucoup trop la chimie. Il est donc essentiel de les considérer conjointement.
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Questions élémentaires
Parmi les résultats, un nouveau calcul de la quantité d'oxygène présente sur Jupiter. Selon leur analyse, Jupiter en contiendrait environ une fois et demie plus que le Soleil.
Depuis des décennies, les scientifiques débattent de cette quantité. Une importante étude récente l'avait estimée bien plus faible, à seulement un tiers de celle du Soleil.
Or, cette statistique est particulièrement pertinente pour comprendre la formation de notre système solaire.
Tous les éléments qui composent les planètes – et nous-mêmes – sont les mêmes que ceux qui composent le Soleil. Cependant, la quantité de ces matériaux peut varier, et ces indices nous permettent de reconstituer la formation des planètes.
Par exemple, Jupiter s'est-elle formée à l'endroit même où elle se trouve aujourd'hui, ou s'est-elle formée plus près ou plus loin, dérivant ensuite au fil du temps ? Un indice important réside dans le fait qu'une grande partie de l'oxygène de la planète est liée à l'eau, laquelle gèle – et se comporte différemment – si elle est trop éloignée de la source d'oxygè
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RESUME
Les profondeurs cachées de Jupiter : une simulation suggère que la planète contient 1,5 fois plus d'oxygène que le Soleil
Un modèle atmosphérique complet indique que Jupiter contient environ 1,5 fois plus d'oxygène que le Soleil, levant ainsi les incertitudes qui planaient sur sa composition. Ce modèle intègre la chimie et l'hydrodynamique, révélant que la circulation atmosphérique est 35 à 40 fois plus lente qu'on ne le pensait. Ces découvertes affinent notre compréhension de la formation de Jupiter et des processus qui façonnent les systèmes planétaires.
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COMMERNTAIRE
Tres interesant ;nous sommes les enfats des generations d etoiles precedantes et cela se comprend par la presence d elements a z plus grand
NB/Lorsque la géante rouge arrive en fin de vie, ayant brûlé ses réserves d'hélium et d'hydrogène son noyau se contracte tandis que les couches périphériques sont expulsées et forment une nébuleuse planétaire (NP).
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ublication details
Jeehyun Yang et al, Coupled 1D Chemical Kinetic Transport and 2D Hydrodynamic Modeling Supports a Modest 1–1.5× Supersolar Oxygen Abundance in Jupiter's Atmosphere, The Planetary Science Journal (2026). DOI: 10.3847/psj/ae28d5
Journal information: The Planetary Science Journal
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