Clarifier l'origine, l'âge et l'évolution de la Grande Tache Rouge de Jupiter

Depuis le XVIIe siècle, les observations historiques de la Grande Manche Rouge de Jupiter ont été analysées et des modèles numériques ont été élaborés pour expliquer la genèse, la nature et l'évolution de ce phénomène météorologique. Des chercheurs de l'Université du Pays Basque, de l'Université Polytechnique de Catalogne, de BarcelonaTech (UPC) et du Barcelona Supercomputing Center (CNS-BSC) ont collaboré à ce travail et ont publié leurs résultats dans la revue Geophysical Research Letters de l'American Geophysical Union.

Selon l'article, la Grande Tache Rouge de Jupiter est probablement la structure atmosphérique la plus connue en dehors de la Terre. En fait, sa grande taille (aujourd'hui le diamètre de la Terre) et sa couleur rougeâtre le rendent facilement visible, même avec de petits télescopes. La Grande Manche Rouge de Jupiter est un grand tourbillon anticyclonique qui circule à sa périphérie à une vitesse de 450 km/h. C’est le plus grand et le plus négligé tourbillon des atmosphères des planètes du Système Solaire, mais son âge et sa genèse font l’objet de discussions.

Les premières études de la Grande Manche Rouge sont dues à l'astronome Giovanni Domenico Cassini. En 1665, il trouva un ovale sombre dans la même latitude que la Grande Tache Rouge et le nomma Tache Permanente. Il a été observé jusqu'en 1713, puis son empreinte a été perdue pendant 118 ans. En 1831 et années suivantes S. Schwabe a vu une structure claire, approximativement ovale et de la même latitude que la Grande Manche Rouge. On peut considérer la première observation de l'actuelle Grande Manche Rouge.

Dans l'étude réalisée, les auteurs ont analysé, d'une part, l'évolution de la taille au fil du temps, sa structure et les mouvements des deux formations météorologiques, en recourant à des sources historiques du milieu du XVIIe siècle, à des sources peu connues à partir de l'invention du télescope. Il ressort des mesures de taille et de mouvement que la Grande Tache Rouge actuelle est très peu susceptible d'être une Tache Permanente vue par Cassini. Probablement, la Manche Permanente a disparu au milieu des XVIIIe et XIXe siècles; ainsi, le chef de la recherche, Augustin Sánchez Lavega, explique que la Manche Rouge, pour le moment, a plus de 190 ans de vie. La Manche Rouge, qui en 1879 avait une taille de 39 000 km sur son axe le plus long, s'est contractée et a été arrondie à 14 000 km aujourd'hui.

Par ailleurs, depuis les années 70, plusieurs missions spatiales ont analysé de près ce phénomène météorologique. Récemment, les instruments de la mission Juno en orbite autour de Jupiter ont montré que la Grande Tache Jaune n'est pas très profonde (environ 500 km).

Pour savoir comment ce terrible tourbillon est apparu, les équipes de l'UPV/EHU et de l'UPC ont réalisé des simulations numériques dans des superordinateurs espagnols, comme le Mare Nostrum IV du BSC, intégré dans le Réseau Espagnol de Supercomputation (RES), à travers deux modèles complémentaires du comportement des tourbillons dans l'atmosphère de Júpiter. Sur la planète géante prédominent les courants de vent intenses qui parcourent les parallèles en alternant dans leur direction avec la latitude. Au nord de la Grande Manche Rouge, le vent souffle vers l'Ouest à une vitesse de 180 km/h, tandis qu'au sud frappe en sens inverse vers l'Est à une vitesse de 150 km/h. Cela crée une grande cisaille du nord au sud à la vitesse du vent, élément fondamental pour la croissance du tourbillon à l'intérieur.

L'étude a analysé divers mécanismes pour expliquer sa genèse, comme l'éruption d'une gigantesque surtempête, très semblable à celles observées par intermittence sur la planète jumeau Saturne, ou la fusion de nombreux petits tourbillons créés par la cisaille de vent. Les résultats indiquent que, bien qu'une avance soit formée dans les deux cas, elle ne correspond pas à la forme et aux propriétés dynamiques de l'actuelle Grande Manche Rouge.

Dans un autre groupe d'expériences numériques, l'étude de la formation part d'une fameuse instabilité des vents. Ils considèrent que cette instabilité est capable de créer une cellule allongée qui serait une tache de proto, une Tache Rouge en formation. Sa contraction provoquerait la Grande Tache Rouge dense et rapide qui se voit à la fin du XIXe siècle. La formation de grandes cellules allongées a été vue dans la formation d'autres remorqueurs importants de Jupiter. En utilisant deux modèles numériques, l'un dans l'UPV/EHU et l'autre dans l'UPC, les chercheurs ont conclu que si la vitesse de rotation de la tache de proto est inférieure à celle des vents environnants, il est divisé et impossible de créer un tourbillon stable. Et si elle est très élevée, ses propriétés ne correspondent pas aux caractéristiques de la Grande Manche Rouge actuelle.

L'objectif des futures enquêtes sera d'essayer de reproduire dans le temps la contraction de la Grande Manche Rouge pour en savoir plus sur les mécanismes physiques sous-jacents à son maintien dans le temps. Dans le même temps, ils chercheront à prédire si la Grande Tache Rouge se désintégrera et disparaîtra, en atteignant une taille limite, comme cela pourrait se produire avec la Tache Permanente de Cassini, ou si elle se stabilisera dans une taille limite où elle peut rester pendant de longues années.