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

vendredi 17 mai 2013

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 de l’ESA par une équipe internationale d’astronomes menée par un chercheur du Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux (CNRS/Université Bordeaux 1). Elle est publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics du 23 avril 2013.

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.

Traces laissées dans l'atmosphère de Jupiter après l'impact de la comète SL9, (...)
Traces laissées dans l’atmosphère de Jupiter après l’impact de la comète SL9, en juillet 1994

Crédits : NASA/ESA

Trois ans plus tard, ISO, le télescope infrarouge de l’ESA, permet de détecter 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 ?

Seize ans plus tard, le télescope spatial Herschel de l’ESA a permis de lever 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. 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 SL9.

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