Jupiter et Pluton soufflent le chaud et le froid

Jupiter et Pluton soufflent le chaud et le froid

En quelques mois, deux sondes spatiales américaines ont pris pour cible deux planètes de notre système solaire: la géante gazeuse Jupiter et la minuscule Pluton. Et les atmosphères de ces deux planètes sont bien différentes l’une de l’autre. La chimie et les abondances d’éléments chimiques y sont différentes de ce que nous connaissons sur Terre!  Prêt pour une petite plongée au cœur de ces atmosphères extraterrestres ?

Jupiter, la géante gazeuse

Après un voyage de cinq années et de plus de 3 milliards de kilomètres, la sonde américaine Juno vient d’arriver à destination. Placée en orbite autour de la planète Jupiter, elle est chargée d’explorer pendant un an et demi l’atmosphère de la plus grosse de toutes les planètes de notre système solaire. Une planète tellement énorme (143.000 km de diamètre environ, à l’équateur) qu’on pourrait y faire entrer deux fois toutes les autres planètes de notre système solaire!

Jupiter est très différente de ce que nous connaissons. Principalement parce qu’il s’agit d’une planète gazeuse, contrairement à la Terre qui est une planète tellurique (« solide »). C’est pour cela qu’elle est intéressante!

Des tempêtes gigantesques

À sa surface, on observe depuis des années les rayures tourbillonnantes de nuages. En fait, ce sont des tempêtes gigantesques. La grande tache rouge, par exemple, est un anticyclone aux dimensions colossales. Il fait plus de 12.000 km de large, soit la taille du diamètre terrestre!

Mais quelle est la composition de ses couches intérieures ? Comment est généré son puissant champ magnétique ? Comment a-t-elle été créée ? Pour élucider ces nombreuses questions, les scientifiques comptent sur la mission Juno.

La pression augmente avec la profondeur

Juno devrait nous en apprendre davantage sur la composition de cette boule de gaz où les abondances et les réactions chimiques sont assez différentes de ce que nous connaissons sur Terre. Notamment à cause de la pression et de la chaleur intense qu’on y retrouve. Sais-tu qu’au centre de Jupiter, il existerait une forme d’hydrogène très spécial qu’on appelle hydrogène « métallique » ?

Pour une petite boule de glace, cap sur Pluton!

Si Jupiter est un endroit torride et chahuté, Pluton, la plus petite des planètes de notre système solaire (2.370 km de diamètre à peine), et qui est aussi la plus éloignée du Soleil, est pour sa part plutôt… glaciale. Et ici aussi, la chimie y est assez inhabituelle. Les résultats de son survol en 2015 par la sonde New Horizons nous apprennent qu’il s’agit d’une boule recouverte de glace. Mais pas n’importe quelle glace! Sur Terre, la glace qu’on rencontre du côté des pôles, au Groenland ou encore au sommet des montagnes, est formée de molécules d’eau. Sur Pluton, ce sont des molécules d’oxyde de carbone (CO), d’azote et de méthane qui sont congelées. Cette surface glacée n’est pas lisse pour autant. Elle présente des reliefs divers: des plaines et des montagnes.

D’après les premiers résultats de New Horizons, Pluton pourrait même abriter un océan d’eau liquide sous sa croûte. Et cerise sur le gâteau, une fine couche atmosphérique y a également été observée…

 

 

 

 

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Le mystère de l’hydrogène métallique

En ce qui concerne Jupiter, les chercheurs en sont réduits à spéculer sur ce qui se trouve en dessous des couches les plus externes de son atmosphère. Leur hypothèse ? À mesure que l’on s’enfonce dans Jupiter, la pression et la température augmentent. Le milieu, initialement gazeux et composé essentiellement d’hydrogène moléculaire et d’hélium, deviendrait alors liquide. Jusque-là, rien de bien étonnant. Sur Terre aussi, lorsqu’on comprime un gaz, il devient liquide. Il suffit de penser aux bouteilles qui alimentent nos réchauds de camping par exemple: le gaz y est sous pression et liquéfié. Il s’agit généralement d’un mélange de butane et de propane.

Sur Jupiter, au plus on plonge vers le centre de la planète, au plus la pression augmente. Lorsque la pression dépasse un million de fois la pression atmosphérique terrestre, les molécules se brisent tandis que l’hydrogène devient « métallique ». C’est-à-dire que les protons des atomes forment une sorte de réseau, de « treillis » très serré. Leurs électrons se retrouvent alors « libérés » du noyau. Résultat: ils favorisent la circulation du courant. C’est ce qui expliquerait la présence du gigantesque champ magnétique de Jupiter. Un champ magnétique 20.000 fois plus puissant que celui de la Terre.

Si tu veux plus d'infos sur l'hydrogène métallique, va voir cet article.

Va voir aussi les images et vidéos de Jupiter sur le site de la NASA

 

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