Citizen science reveals that Jupiter's colorful clouds are not made of ammonia ice
traduction et commerntaires de RICHARD OLIVIER HARTMANSHENN
Notes des rédacteurs
La science citoyenne révèle que les nuages colorés de Jupiter ne sont pas faits de glace ammoniacale
par l'Université d'Oxford
Apparence visible de Jupiter et de Saturne reconstituée à partir des observations du VLT/MUSE du 23 mars 2020 et du 6 avril 2017, respectivement. La colonne de gauche montre les couleurs reconstituées lorsqu'aucune correction gamma n'a été appliquée, tandis que la colonne de droite montre les apparences corrigées gamma, qui sont plus proches de ce que l'humain moyen observe à l'œil nu à travers un télescope, mais ont un contraste réduit et sont moins rehaussées de couleurs. Crédit : Journal of Geophysical Research : Planets (2025). DOI : 10.1029/2024JE008622
Le travail collaboratif d'astronomes amateurs et professionnels a permis de résoudre un malentendu de longue date sur la composition des nuages de Jupiter. Au lieu d'être formées de glace d'ammoniac, comme le pensait la théorie classique, il semble désormais qu'elles soient composées d'hydrosulfure d'ammonium mélangé à du smog.
Les résultats ont été publiés dans le Journal of Geophysical Research: Planets.
La nouvelle découverte a été déclenchée par un astronome amateur, le Dr Steven Hill, basé au Colorado. Il a récemment démontré que l'abondance d'ammoniac et la pression au sommet des nuages dans l'atmosphère de Jupiter pouvaient être cartographiées à l'aide de télescopes disponibles dans le commerce et de quelques filtres colorés spéciaux.
Étonnamment, ces premiers résultats ont non seulement montré que l'abondance d'ammoniac dans l'atmosphère de Jupiter pouvait être cartographiée par des astronomes amateurs, mais ils ont également montré que les nuages se trouvent trop profondément dans l'atmosphère chaude de Jupiter pour être compatibles avec l'idée que les nuages soient de la glace d'ammoniac.
Dans cette nouvelle étude, le professeur Patrick Irwin du département de physique de l'université d'Oxford a appliqué la méthode analytique du Dr Steven Hill aux observations de Jupiter réalisées avec l'instrument MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) du Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire européen austral au Chili. MUSE utilise la puissance de la spectroscopie, où les gaz de Jupiter créent des empreintes digitales révélatrices dans la lumière visible à différentes longueurs d'onde, pour cartographier l'ammoniac et la hauteur des nuages dans l'atmosphère de la géante gazeuse.
En simulant la manière dont la lumière interagit avec les gaz et les nuages dans un modèle informatique, le professeur Irwin et son équipe ont découvert que les nuages primaires de Jupiter (ceux que nous pouvons voir en regardant à travers des télescopes de jardin) devaient être beaucoup plus profonds qu'on ne le pensait auparavant, dans une région de pression et de température plus élevées. Trop chaud, en fait, pour la condensation de l'ammoniac. Au lieu de cela, ces nuages doivent être constitués d'un matériau différent : l'hydrosulfure d'ammonium.
Des analyses précédentes des observations de MUSE avaient laissé entendre un résultat similaire. Cependant, comme ces analyses ont été réalisées avec des méthodes sophistiquées et extrêmement complexes qui ne peuvent être réalisées que par quelques groupes dans le monde, ce résultat était difficile à corroborer.
Dans ce nouveau travail, l'équipe d'Irwin a découvert que la méthode du Dr Hill consistant à comparer simplement la luminosité de filtres colorés étroits adjacents donnait les mêmes résultats. Et comme cette nouvelle méthode est beaucoup plus rapide et très simple, elle est beaucoup plus facile à vérifier. Par conséquent, l'équipe conclut que les nuages de Jupiter sont réellement à des pressions plus profondes que les nuages d'ammoniac attendus à 700 mb et ne peuvent donc pas être composés de glace d'ammoniac pure.
Le professeur Irwin a déclaré : « Je suis étonné qu'une méthode aussi simple soit capable de sonder si profondément dans l'atmosphère et de démontrer si clairement que les principaux nuages ne peuvent pas être de la glace d'ammoniac pure. Ces résultats montrent qu'un amateur innovant utilisant un appareil photo moderne et des filtres spéciaux peut ouvrir une nouvelle fenêtre sur l'atmosphère de Jupiter et contribuer à la compréhension de la nature des nuages longtemps mystérieux de Jupiter et de la façon dont l'atmosphère circule. »
Le Dr Steven Hill, titulaire d'un doctorat Titulaire d'un doctorat en astrophysique de l'université du Colorado et travaillant dans le domaine des prévisions météorologiques spatiales, il a déclaré : « J'aime toujours pousser mes observations pour voir quelles mesures physiques je peux faire avec un équipement commercial modeste. J'espère pouvoir trouver de nouvelles façons pour les amateurs d'apporter des contributions utiles au travail professionnel. Mais je ne m'attendais certainement pas à un résultat aussi productif que ce projet. »
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Les cartes d'ammoniac résultant de cette technique analytique simple peuvent être déterminées à une fraction du coût de calcul des méthodes plus sophistiquées. Cela signifie qu'elles pourraient être utilisées par les scientifiques citoyens pour suivre les variations d'ammoniac et de pression au sommet des nuages sur les caractéristiques de l'atmosphère de Jupiter, y compris les bandes de Jupiter, les petites tempêtes et les grands tourbillons comme la Grande Tache Rouge.
John Rogers (British Astronomical Association), l'un des co-auteurs de l'étude, ajoute : « Un avantage particulier de cette technique est qu'elle pourrait être utilisée fréquemment par les amateurs pour relier les changements météorologiques visibles sur Jupiter aux variations de l'ammoniac.
Alors pourquoi l'ammoniac ne se condense-t-il pas pour former un nuage épais ? La photochimie (réactions chimiques induites par la lumière du soleil) est très active dans l'atmosphère de Jupiter et le professeur Irwin et ses collègues suggèrent que dans les régions où l'air humide et riche en ammoniac s'élève vers le haut, l'ammoniac est détruit et/ou mélangé à des produits photochimiques plus rapidement que la glace d'ammoniac ne peut se former.
Ainsi, la couche nuageuse principale pourrait en fait être composée d'hydrosulfure d'ammonium mélangé à des produits photochimiques de smog, qui produisent les couleurs rouge et marron observées sur les images de Jupiter.
Dans les petites régions, où la convection est particulièrement forte, les courants ascendants peuvent être suffisamment rapides pour former de la glace d'ammoniac fraîche, et de telles régions ont parfois été observées par des engins spatiaux tels que Galileo de la NASA, et plus récemment par Juno de la NASA, où quelques petits nuages blancs élevés ont été observés, projetant leurs ombres sur la couche nuageuse principale en dessous.
Le professeur Irwin et son équipe ont également appliqué la méthode aux observations de Saturne par le VLT/MUSE et ont constaté une concordance similaire dans les cartes d'ammoniac dérivées avec d'autres études, dont une déterminée à partir des observations du télescope spatial James Webb.
De même, ils ont constaté que le niveau principal de réflexion était bien inférieur au niveau de condensation d'ammoniac attendu, ce qui suggère que des processus photochimiques similaires se produisent dans l'atmosphère de Saturne
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COMMENTAIRES
Peut etre mes lecteurs ne sont ils pas spécialement effrayés par les bandes couleur de sang qu exibe la planète Jupiter sur ces photos !! ????
Quoi qu il en soit
l 'Université d'Oxford au Royaume-Uni a dirigé la nouvelle étude, et les chercheurs ont déclaré le 6 janvier 2025 que, au lieu d'ammoniac, les nuages de Jupiter sont constitués d'hydrosulfure d'ammonium et de smog. Ces ingrédients pourraient produire les couleurs rougeâtres et brunâtres distinctes des bandes de
nuages.
Pas de quoi s affoler en prédictions sinistres !!!
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More information: Patrick G. J. Irwin et al, Clouds and Ammonia in the Atmospheres of Jupiter and Saturn Determined From a Band‐Depth Analysis of VLT/MUSE Observations, Journal of Geophysical Research: Planets (2025). DOI: 10.1029/2024JE008622
Journal information: Journal of Geophysical Research
Provided by University of Oxford
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