En cinq minutes
La Grande Tache rouge est une tempête de Jupiter : un ovale de nuages en rotation, dans l'hémisphère sud de la planète, plus large que la Terre. Sur son pourtour, les vents soufflent à plusieurs centaines de kilomètres par heure, et les astronomes l'observent depuis environ deux siècles. Jupiter n'a aucun sol solide pour briser une tempête, et c'est la principale raison pour laquelle celle-ci dure aussi longtemps. Cette tempête s'inscrit dans le tableau plus large de la planète géante que nous suivons dans Les lunes de Jupiter, et les chiffres de base de la planète figurent dans Jupiter : les faits essentiels.
Voici la version courte. La Tache se trouve à environ 22 degrés au sud de l'équateur de Jupiter. Elle tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui correspond à un système de hautes pressions dans l'hémisphère sud : on parle donc d'anticyclone. En 2017, elle mesurait environ 16 000 kilomètres de large, soit à peu près 1,3 fois la largeur de la Terre. Son centre est assez calme, tandis que son bord file jusqu'à environ 430 kilomètres par heure. Elle rétrécit et s'arrondit depuis des décennies, mais elle n'est pas sur le point de disparaître.
Si vous ne deviez retenir que trois choses, ce serait celles-ci :
- C'est un immense tourbillon de hautes pressions, très durable, et non un trou, une montagne ou un lac.
- Elle est assez large pour contenir la Terre, mais bien plus petite qu'au XIXe siècle.
- Sa couleur rouge est bien réelle, mais les scientifiques n'ont pas tranché sur les composés chimiques qui en sont responsables.
Quel genre de tempête est-ce ?
Jupiter est faite surtout d'hydrogène et d'hélium. Ce que l'on voit de l'extérieur, c'est une couche nuageuse étirée en bandes par la rotation rapide de la planète : un jour jovien dure moins de dix heures. Les bandes claires s'appellent des zones et les sombres des ceintures. Les vents de bandes voisines soufflent en sens opposés, et là où ces courants contraires se frottent, l'air peut s'enrouler en tourbillon.
La Grande Tache rouge se situe au bord sud de la ceinture équatoriale sud, entre deux courants-jets qui soufflent en sens inverses. Imaginez un rouleau qui tourne entre deux tapis roulants. Les jets l'entretiennent, et la rotation reste organisée au lieu de se disperser.
Sur Terre, un ouragan tourne autour d'un centre de basses pressions et se nourrit de l'eau chaude de l'océan. La Tache est un système d'une autre nature. Elle a de hautes pressions en son centre et tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère sud. Le sommet de ses nuages s'élève de quelques kilomètres au-dessus des nuages environnants, ce qui la fait ressortir nettement sur les images infrarouges.
Ce que dit la science
Taille, vitesse et profondeur
La Tache est énorme à l'échelle humaine. En 2017, elle mesurait environ 16 000 kilomètres de large, alors que la Terre fait environ 12 700 kilomètres de diamètre. À la fin du XIXe siècle, les observateurs la décrivaient longue d'environ 40 000 kilomètres, de quoi aligner trois Terres. Lors des survols de Voyager en 1979, elle faisait autour de 23 000 kilomètres, et en 2014 le télescope spatial Hubble a mesuré environ 16 500 kilomètres, la plus petite largeur enregistrée à l'époque.
Les vents suivent un schéma net. Sur le bord, l'air tourne à jusqu'à environ 430 kilomètres par heure, proche de la vitesse des tornades les plus violentes sur Terre. Vers le centre, l'air bouge à peine. Un tour complet de l'ovale prend environ six jours terrestres.
Quelle est sa profondeur ? Longtemps, personne ne le savait. La sonde Juno de la NASA, en orbite autour de Jupiter depuis juillet 2016, est passée à environ 9 000 kilomètres au-dessus de la Tache le 10 juillet 2017. Ses instruments, dont des mesures de gravité et un radiomètre à micro-ondes qui détecte la chaleur sous les nuages, indiquent que la tempête s'enfonce de plusieurs centaines de kilomètres, environ 300 à 500 kilomètres. Cela paraît beaucoup, et c'est le cas, mais c'est encore une mince pellicule par rapport au rayon de Jupiter, d'environ 70 000 kilomètres. La Tache est large et peu profonde, comme une crêpe.
Pourquoi est-elle rouge ?
La couleur est ce qu'il y a de plus célèbre dans cette tempête, et de moins élucidé. Les nuages de Jupiter sont surtout faits de glace d'ammoniac blanche : quelque chose doit donc teinter la Tache. Les chercheurs avancent deux grandes hypothèses. Dans la première, la lumière du Soleil brise des composés comme l'ammoniac et l'hydrosulfure d'ammonium en haute atmosphère, laissant derrière elle des composés brun-rouge. Dans la seconde, la tempête remonte de la matière issue de couches plus profondes, où elle réagit et change de couleur. Des expériences en laboratoire appuient en partie la première idée, mais personne n'a démontré avec certitude quels composés sont en cause.
La teinte n'est pas fixe. Au fil des années, la Tache a paru rouge brique, orange, rose saumon, voire assez pâle. Cette variation est l'une des raisons pour lesquelles les astronomes continuent de la surveiller.
Pourquoi dure-t-elle si longtemps ?
Sur Terre, un ouragan meurt lorsqu'il touche la terre ou des eaux froides. Jupiter est une planète gazeuse, sans sol ni océans. Rien ne freine la base de la tempête, et la chaleur interne de la planète entretient le mouvement de l'atmosphère. Les deux jets de part et d'autre la font tourner sans cesse. Des simulations informatiques suggèrent aussi que la Tache grossit en absorbant de plus petits tourbillons qui dérivent jusqu'à elle, ce qui lui apporte une énergie nouvelle.
Une tempête qui dure des siècles doit tout de même perdre de l'énergie quelque part, et la friction lente et la turbulence l'usent bel et bien. Voilà pourquoi une Tache qui rétrécit n'a rien de surprenant. La vraie question est de savoir à quelle vitesse.
Rétrécit-elle ?
Oui. Des mesures précises, de la fin du XIXe siècle aux années 2010, montrent que la Tache se réduit et devient plus ronde, moins allongée. En 2019, Hubble et des astronomes amateurs ont vu des morceaux de nuage se détacher de son bord, ce qui a donné lieu à des gros titres sur une tempête mourante. Les spécialistes des planètes ont expliqué que cet effritement relevait d'un comportement normal, pas d'une fin. Reste débattu le point de savoir si la Tache s'estompera d'ici quelques décennies ou se stabilisera à une taille plus petite ; la réponse honnête est qu'aucun modèle n'a été prouvé juste.
Deux siècles d'observation
Au XVIIe siècle, l'astronome italo-français Giovanni Domenico Cassini a suivi pendant des années une tache sombre sur Jupiter, mais les astronomes pensent qu'il s'agissait probablement d'une autre structure. Les dessins nets de la Tache actuelle commencent dans les années 1830, notamment ceux de l'amateur allemand Heinrich Schwabe. Vers 1878, elle est devenue d'un rouge très vif et a attiré une large attention. Les sondes spatiales ont ensuite pris le relais : Pioneer 10 a survolé Jupiter en 1973, puis les deux Voyager ont saisi en 1979 le détail des courants tourbillonnant autour de la Tache. Hubble suit sa taille depuis les années 1990, et Juno regarde désormais sous ses nuages.
Dans la fiction
La Grande Tache rouge porte rarement une histoire à elle seule, mais c'est le seul repère jovien que les lecteurs connaissent déjà ; les auteurs s'en servent donc comme raccourci pour évoquer l'immensité de Jupiter. La nouvelle d'Arthur C. Clarke « A Meeting with Medusa » (1971) envoie un dirigeable dans l'atmosphère de Jupiter, et son roman 2010 : Odyssée deux (1982) fait de la planète elle-même le théâtre d'un changement spectaculaire. Ces récits empruntent ce qu'enseigne la vraie tempête : sur un monde sans surface, la météo est le décor.
Pour les amateurs de science-fiction, la vraie Tache est la meilleure histoire. Une tempête plus ancienne que la plupart des nations, plus large que notre planète et encore mal comprise : on accuserait la fiction d'exagérer.
Idées reçues
- « C'est un ouragan. » Pas tout à fait. Un ouragan est un système de basses pressions. La Tache est un système de hautes pressions et tourne dans l'autre sens dans son hémisphère.
- « Elle fait trois fois la largeur de la Terre. » C'était à peu près vrai au XIXe siècle. Aujourd'hui, elle mesure environ 1,3 fois la largeur de la Terre.
- « C'est un objet solide ou un trou. » Ce sont des nuages. Jupiter n'a pas de surface : une sonde s'enfoncerait simplement dans un gaz toujours plus dense et plus chaud.
- « Elle va bientôt disparaître. » Elle rétrécit, mais l'effritement de 2019 ne signifiait pas qu'elle mourait, et personne ne peut donner de date pour sa fin.
- « C'est la tache que Cassini a vue. » Probablement pas. Les observations continues de la tempête actuelle commencent au XIXe siècle, non au XVIIe.
- « Jupiter n'a qu'une seule tempête. » Elle en a beaucoup. Un ovale plus petit, appelé Oval BA, s'est formé en 2000 par la fusion de tempêtes blanches, et il est devenu rouge quelques années plus tard.
À lire ensuite
- Les lunes de Jupiter : les quatre grands satellites qui tournent autour de la même planète, et pourquoi la gravité de Jupiter les façonne.
- Jupiter : les faits essentiels : taille, durée du jour, composition et chiffres de la planète qui abrite la Tache.
