24 Avril 2013

L’eau de la haute atmosphère de Jupiter provient de la comète Shoemaker-Levy 9

La quasi-totalité de l’eau présente aujourd’hui dans la haute atmosphère de Jupiter provient de la comète Shoemaker-Levy 9, qui avait percuté la planète en juillet 1994.

Cette découverte a été réalisée grâce au télescope Herschel par une équipe internationale d’astronomes menée par un post-doctorant du CNES, chercheur au Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux.

La comète Shoemaker-Levy 9 (SL9) entre dans les annales de l’astronomie en juillet 1994 lorsqu’elle percute Jupiter. Cet impact spectaculaire, qui laisse des traces à la surface de la planète pendant plusieurs semaines, est alors suivi dans le monde entier par de nombreux astronomes, amateurs comme professionnels. C'est la première fois que l'on observe une collision extraterrestre entre deux corps du système solaire.

Détection de vapeur d'eau

Trois ans plus tard en 1997, ISO, le télescope infrarouge de l'ESA, détecte pour la première fois de la vapeur d’eau dans la haute atmosphère de Jupiter.

De l’eau, on sait que les planètes géantes en possèdent : leur atmosphère profonde en est riche. Mais cette eau profonde condense au voisinage des couches nuageuses visibles et ne peut atteindre la haute atmosphère.

Comme les comètes sont très riches en eau, Shoemaker-Levy 9 est alors suspectée d’être à l’origine de la vapeur d’eau observée.

Mais d’autres causes paraissent possibles : les poussières interplanétaires, qui résultent de l'activité des comètes et des collisions entre les astéroïdes ou certains satellites de Jupiter, dont les surfaces couvertes de glace, bombardées par les particules interplanétaires, peuvent fournir une source d'eau pour l'atmosphère de la planète.

Herschel dissipe le mystère

Seize ans plus tard en 2010, le télescope spatial Herschel de l'ESA dissipe enfin le mystère.

Grâce à sa très grande sensibilité, la distribution de la vapeur d'eau dans la stratosphère de Jupiter est cartographiée pour la première fois en 3D par une équipe internationale menée par Thibault Cavalié, du Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux (OASU/CNRS/Université Bordeaux 1), et qui comprend également des chercheurs du LESIA (Observatoire de Paris/CNRS/Univ. Pierre-et-Marie-Curie/Univ.Paris-Diderot).

Cette équipe découvre alors deux à trois fois plus d’eau dans l’hémisphère sud de Jupiter, où avait eu lieu l’impact de Shoemaker-Levy 9, que dans l’hémisphère nord.

Mieux : le maximum de densité de colonne de l'eau est observé à 44°S, là même où avait eu lieu l’impact de la comète.

Le doute sur l’origine de l’eau dans la haute atmosphère de Jupiter est ainsi définitivement levé.

Les astronomes ont démontré précisément que ce sont 95% de l'eau observée dans la stratosphère de Jupiter qui été déposée par la comète Shoemaker-Levy 9.

 

Pic d'intensité de l'eau (=l/c-1, en % du continuum) à 58,7 et 65,2 µm par le spectromètre PACS le 8/12/2009. Jupiter est représenté par l'ellipse noire avec son axe de rotation. Le cercle gris plein montre le rayon. Les deux cartes indiquent qu'il y a moins d'émission dans l'hémisphère Nord que dans l'hémisphère Sud.

Références de l'article

Spatial distribution of water in the stratosphere of Jupiter from Herschel HIFI and PACS observations, T. Cavalié1,2, H. Feuchtgruber3, E. Lellouch4, M. de Val-Borro5,6, C. Jarchow5, R. Moreno4, P. Hartogh5, G. Orton7, T. K. Greathouse8, F. Billebaud1,2, M. Dobrijevic1,2, L. M. Lara9, A. González5,9 and H. Sagawa10, A&A, 2013.

1 Univ. Bordeaux, LAB, UMR 5804, 33270 Floirac, France
2 CNRS, LAB, UMR 5804, 33270 Floirac, France
3 Max Planck Institut für Extraterrestrische Physik, 85741 Garching, Germany
4 LESIA–Observatoire de Paris, CNRS, Université Paris 06, Université Paris–Diderot, 5 place Jules Janssen, 92195 Meudon, France
5 Max Planck Institut für Sonnensystemforschung, 37191 Katlenburg-Lindau, Germany
6 Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, Princeton, NJ 08544, USA
7 Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, CA 91109 Pasadena, USA
8 Southwest Research Institute, San Antonio, TX 78228, USA
9 Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), 18008 Granada, Spain
10 National Institute of Information and Communications Technology, 4-2-1 Nukui-kita, Koganei, Tokyo 184-8795, Japan

Contacts

 

Texte paru initialement sur le site de l'INSU

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