En utilisant des mesures de radio-occultation de haute précision de la mission Juno de la NASA et en intégrant les effets des vents zonaux, les planétologues ont dérivé la forme de Jupiter avec une réduction de l’incertitude d’un ordre de grandeur, trouvant des rayons polaire, équatorial et moyen plus petits que les estimations précédentes faites avec les missions Pioneer et Voyager de la NASA.
« Jupiter, la plus grande planète du système solaire, est approximativement un sphéroïde aplati (ellipsoïde de révolution), ce qui signifie qu’elle est légèrement aplatie aux pôles et bombée à l’équateur en raison de sa période de rotation rapide de 9 h 55 min 29 s », a déclaré le Dr Eli Galanti de l’Institut des sciences Weizmann et ses collègues.
« Cette forme résulte de l’équilibre entre les forces gravitationnelles tirant vers l’intérieur dans la direction radiale et les forces centrifuges poussant vers l’extérieur à partir de l’axe de rotation, ce qui entraîne, dans le cas de Jupiter, un rayon équatorial environ 7 % plus grand que son rayon polaire. »
« Pour un corps à densité constante, la forme est un ellipsoïde exact. Cependant, le profil de densité intérieure de Jupiter varie considérablement du niveau des nuages à environ 1 bar, où la densité est inférieure à 1 kg/m.3jusqu’aux niveaux profonds, où la densité atteint des milliers de kg/m3. «
« Cela entraîne des variations de la forme de la planète à partir d’un ellipsoïde de l’ordre de plusieurs dizaines de kilomètres, qui s’expriment par des variations latitudinales du champ de gravité. »
« Des variations supplémentaires dans la forme de Jupiter proviennent des forts vents zonaux observés au niveau des nuages. »
« Ceux-ci modifient les forces centrifuges pour créer des variations de l’ordre de 10 km, principalement aux basses latitudes. »
Auparavant, les dimensions physiques de Jupiter étaient basées sur les données de six expériences de radiooccultation réalisées par les missions Pioneer et Voyager de la NASA dans les années 1970.
Dans une nouvelle étude, les auteurs ont analysé les données de radiooccultation obtenues par Juno lors de 13 survols de Jupiter et ont incorporé les effets des vents zonaux.
« La radio-occultation est utilisée pour « voir » à travers les nuages denses et opaques de l’atmosphère de Jupiter afin de comprendre sa structure interne », ont-ils expliqué.
« Lors d’une expérience d’occultation, Juno renvoie des signaux radio au réseau Deep Space de la NASA sur Terre. »
« Lorsque ces signaux traversent la couche supérieure chargée de l’atmosphère de Jupiter, appelée ionosphère, les gaz courbent et retardent les signaux. »
« En mesurant le changement de fréquence provoqué par cette courbure, nous pouvons calculer la température, la pression et la densité électronique de l’atmosphère de Jupiter à différentes profondeurs. «
Les résultats de l’équipe montrent que Jupiter est environ 8 km plus étroite à l’équateur et 24 km plus plate aux pôles.
« En intégrant les effets des vents zonaux, nous obtenons la forme de Jupiter avec une réduction de l’incertitude d’un ordre de grandeur », ont déclaré les chercheurs.
« Au niveau de pression de 1 bar, nous trouvons un rayon polaire de 66 842 km, un rayon équatorial de 71 488 km et un rayon moyen de 69 886 km, soit respectivement 12 km, 4 km et 8 km plus petits que les estimations précédentes. «
Les résultats ont été publiés cette semaine dans la revue Astronomie naturelle.
