Grande tache blanche

Un ensemble de nuages clairs présent à la surface de Saturne sur un fond plus sombre, formant une grande tache blanche.
Une grande tache blanche de Saturne.

On appelle grande tache blanche, ou parfois grand ovale blanc, les tempêtes périodiques se produisant sur Saturne qui sont assez grandes pour être visibles au télescope depuis la Terre du fait de leur apparence blanche caractéristique. Le nom de grande tache blanche fait écho à celui de la Grande Tache rouge de Jupiter. Les taches saturniennes peuvent mesurer plusieurs milliers de kilomètres.

La sonde Cassini, en orbite autour de Saturne, a été en mesure de suivre la tempête de 2010-2011[1]. Cet événement a aussi été nommé la perturbation électrostatique du nord, en raison de sa survenue dans l'hémisphère boréal de la planète et d'une augmentation des interférences radio et de plasma, ou encore la grande tempête de printemps, étant donné qu'elle s'est produite pendant le printemps boréal de Saturne[2].

Les données de Cassini ont révélé une perte d'acétylène dans les nuages blancs, une augmentation de phosphine, et une chute inhabituelle de température au centre de la tempête[3]. Après que les caractéristiques visibles de la tempête se sont estompées (?subsized), en 2012, un "rot" de chaleur et d'éthylène a été émis à partir de deux points chauds qui ont fusionné[2],[4].

Occurrences

Le phénomène semble à peu près périodique, se produisant environ toutes les 28,5 années, et se produit l'hémisphère boréal de Saturne est le plus incliné vers le Soleil. La liste suivante consigne les observations enregistrées :

Le fait qu'aucune tempête n'a été répertoriée avant 1876 demeure un mystère qui s'apparente à certains égards à la longue absence d'observations de la Grande Tache rouge au XVIIIe siècle et au début du XIXe siècle. La grande tache blanche de 1876 fut proéminente, étant visible dans des ouvertures aussi petites que 60 millimètres. On ne sait pas si les observations antérieures était tout simplement mauvaises ou si la tempête de 1876 fut une vraie première dans l'ère télescopique. Certains pensent qu'aucun de ces deux scénarios n'est le bon[7].

En 1992, Mark Kidger décrit trois caractéristiques importantes des grandes taches blanches :

  1. Les grandes taches blanches alternent en latitude, une apparition sur deux étant limitée à la zone tempérée nord (ZTN) ou plus au nord et la suivante étant limitée à la zone équatoriale (ZE). Par exemple, la grande tache blanche de 1960 était située à haute latitude alors que celle de 1990 était équatoriale.
  2. Les grandes taches blanches de haute latitude se reproduisent à intervalles un peu plus courts que celles de la zone équatoriale (environ 27 ans pour les premières contre environ 30 pour les secondes).
  3. Les grandes taches blanches de haute latitude ont tendance à être beaucoup moins importantes que leurs homologues équatoriales.

Sur la base de ces régularités apparentes, Kidder prévit en 1992 (à tort, compte tenu de la tempête de 2010-11) que la prochaine grande tache blanche se produirait dans la zone tempérée boréale en 2016 et qu'elle serait sans doute moins spectaculaire que la grande tache de 1990[8].

Caractéristiques et causes

Une grande tache blanche "classique" est un événement spectaculaire lors duquel une empêche blanche brillante anime l'atmosphère généralement monotone de Saturne. Toutes les grandes taches les plus importantes se sont produites dans l'hémisphère nord de la planète[9]. Elles commencent généralement sous formes de "taches" (au sens littéral du terme) discrètes, puis s'étalent rapidement en longitude, comme celles de 1933 et de 1990 ; cette dernière s'est même suffisamment allongée pour finir par entourer complètement la planète[10].

Bien que la modélisation informatique du début des années 1990 avait suggéré que ces remontées atmosphérique massives étaient causés par une instabilité thermique[11], deux planétologues du Caltech ont proposé en 2015 un mécanisme plus détaillé[12]. Selon la théorie, lorsque la haute atmosphère de Saturne subit un refroidissement saisonnier, elle devient tout d'abord moins dense puisque l'eau plus lourde tombe sous forme de pluie, passe par une densité minimale, puis devient de plus en plus dense au fur et à mesure que le reste de l'hydrogène et de l'hélium continuent à refroidir. Les gaz de faible densité de la couche supérieure ont tendance à supprimer la convection, mais les couches supérieures de plus haute densité sont instables et provoquent un orage lorsqu'elles se brisent(?) dans les couches inférieures. Selon la théorie, les orages surviennent considérablement plus tard que le solstice d'hiver en raison de la durée importante nécessaire au refroidissement de l'atmosphère. L'équipe propose qu'on n'observe pas de tempêtes analogues sur Jupiter en raison de la moindre quantité de vapeur d'eau présente dans la partie supérieure de l'atmosphère de cette planète.

Les anneaux de Saturne bloquent la vue de l'hémisphère boréal de la planète depuis la Terre durant le solstice d'hiver de la géante, de sorte qu'aucunes données historiques sur la Grande Tache blanche ne sont disponibles au cours de cette saison[13], mais la sonde spatiale Cassini a pu observer l'ensemble de la planète depuis qu'elle est arrivée peu de temps après le solstice d'hiver en 2004[14].

Références

  1. a et b Cassini, Aide à la résolution de Saturne Mystérieux de Grandes Taches Blanches | Exploration de l'Espace | Sci-News.com
  2. a et b https://www.wired.com/2012/10/saturn-largest-hottest-vortex/
  3. La dissection de Saturne Grosse Tempête - SkyandTelescope.com
  4. La NASA: Rare, énorme tempête de gaz détecté sur Saturne - CNN.com
  5. HubbleSite - NewsCenter - Hubble Observe Une Nouvelle Tempête De Saturne (12/21/1994) – Texte Du Communiqué De
  6. Vaste Tempête Raids À Travers Saturne: La Découverte De Nouvelles
  7. Kidger 1992, p. 179.
  8. Kidger 1992, p. 180.
  9. Kidger 1992, p. 178.
  10. Kidger 1992, p. 187-189.
  11. Kidger 1992, p. 211-212.
  12. Expliquant Saturne Grandes Taches Blanches | Caltech
  13. Kidger 1992, p. 213-214.
  14. Cassini Solstice Mission: Introduction archive

Bibliographie

Document utilisé pour la rédaction de l’article : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

  • Shweta Krishnan, « Dissecting Saturn’s Big Storm », Sky & Telescope,‎ (lire en ligne)
  • Image du télescope spatial Hubble prise en 1990/1
  • La tempête observée en 2006 par des amateurs près de Paris avec un télescope de 12 pouces.
  • Des volontaires aident la NASA à suivre le retour du Dragon
  • Document utilisé pour la rédaction de l’article Mark Kidger et Patrick Moore, The 1993 Yearbook of Astronomy [« L'Annuaire 1993 de l'astronomie »], New York, W.W. Norton & Company, , 176–215 p. (ISBN 0-393-03454-2), « The 1990 Great White Spot of Saturn »
  • (en) Dinah Moché, Astronomy: a self-teaching guide, John Wiley & Sons, (ISBN 0-471-53001-8), « Chapter 9: Planets », p. 245
  • La Grande Tache blanche sur le site ESA/Hubble
  • Photos de la perturbation électrostatique australe de 2011 sur le site web de Christopher Go consacré à Saturne
  • Agustín Sánchez-Lavega et al., Saturn in the 21st Century [« Saturne au XXIe siècle »] (arXiv 1611.07669, lire en ligne), « The Great Saturn Storm of 2010-2011 » [« La grande tempête saturnienne de 2010-2011 »], chapitre 13
    Les co-auteurs sont, outre Agustín Sánchez-Lavega, Georg Fischer, Leigh N. Fletcher, Enrique García-Melendo, Brigette Hesman, Santiago Pérez-Hoyos, Kunio M. Sayanagi et Lawrence A. Sromovsky.