Les experts ont détecté et mesuré la puissance des éclairs sur Jupiter associés à des tempêtes qui durent des siècles
Les tempêtes les plus vastes et les plus puissantes de Jupiter produisent des éclairs plus intenses que celles de la Terre. De nouvelles mesures pourraient éclairer les phénomènes électriques associés aux orages sur notre planète.
Jupiter, la planète la plus massive de notre système solaire, présente des tempêtes tout aussi gigantesques, dont certaines durent des siècles. Selon une nouvelle étude de scientifiques de l’Université de Californie à Berkeley, certaines de ces tempêtes génèrent également de puissants éclairs. Certains éclairs sont 100 fois plus puissants que ceux de la Terre, et possiblement bien davantage.
Les résultats proviennent de l’analyse des données de la sonde Juno de la NASA, qui orbite autour de la planète depuis 2016 et scrute l’atmosphère avec son radiomètre micro-ondes, capable de détecter des émissions radio d’éclairs similaires aux interférences radioélectriques produites par les éclairs sur Terre. Les micro-ondes se situent dans la partie haute fréquence du spectre radio.
Les éclairs sur Jupiter ont une puissance plus de 100 fois supérieure à celle des éclairs terrestres, selon l’UC Berkeley.
Étudier les tempêtes sur d’autres planètes nous aide à mieux comprendre celles qui se produisent sur notre planète, qui restent encore imparfaitement comprises, a déclaré l’auteur principal, Michael Wong, scientifique planétaire au Laboratoire des sciences spatiales de l’Université de Californie à Berkeley. Son étude a été publiée le 20 mars 2026 dans la revue AGU Advances.
« Il y a encore beaucoup de choses que nous ignorons sur les éclairs sur Terre », a-t-il déclaré, soulignant qu’au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont découvert plusieurs nouveaux types d’« événements lumineux transitoires » (TLE, selon l’acronyme anglais) associés aux orages terrestres. Ces TLE (phénomènes électriques de l’ordre de la milliseconde dans la troposphère au-dessus des grandes tempêtes) incluent les sprites, les jets, les halos et un phénomène appelé ELVE.
Les tempêtes et les éclairs sur Jupiter
Sur Jupiter, les éclairs « nous renseignent sur la convection, c’est-à-dire la manière dont l’atmosphère s’agite et transporte la chaleur depuis les couches inférieures », a expliqué Wong. « La convection fonctionne un peu différemment sur Terre et sur Jupiter, car Jupiter possède une atmosphère dominée par l’hydrogène, ce qui rend l’air humide plus lourd et plus difficile à faire s’élever ».
L’air sur Terre est principalement composé d’azote, qui est plus lourd que l’eau, de sorte que l’ajout d’eau rend l’air humide plus léger. L’air humide et plus dense sur Jupiter implique non seulement qu’il faut beaucoup plus d’énergie pour qu’une tempête se forme, mais aussi qu’elle libère beaucoup plus d’énergie en atteignant les couches supérieures de l’atmosphère, ce qui engendre des vents violents et des éclairs intenses entre les nuages.
Selon Michael Wong, presque toutes les sondes spatiales ayant survolé Jupiter ont détecté des éclairs, principalement parce qu’ils se distinguent sur la face nocturne de la planète comme une luciole dans l’obscurité. Sur la base des données des missions précédentes, qui ne pouvaient détecter que des éclairs extrêmement puissants du côté sombre, Jupiter a acquis la réputation de concentrer davantage d’énergie dans ses éclairs que la Terre. Cela a changé lorsqu’une caméra de suivi stellaire très sensible à bord de la sonde Juno a semé le doute, en détectant de nombreux éclairs plus faibles, comparables à ceux observés sur Terre. Le problème de l’imagerie du côté nocturne, en général, est que les nuages peuvent masquer les éclairs et rendre difficile l’évaluation de leur véritable puissance optique, a expliqué Wong.
L’instrument principal de Juno, un radiomètre micro-ondes, a offert un moyen plus précis de mesurer la puissance des éclairs sans être affecté par les nuages de l’atmosphère de Jupiter. Bien que cet instrument n’ait pas été conçu pour étudier les éclairs, le radiomètre, orienté vers le bas, peut détecter les émissions micro-ondes provenant de tempêtes proches.
Mais les tempêtes sur Jupiter se produisent souvent simultanément dans les ceintures qui entourent la planète, ce qui complique l’identification de la tempête à l’origine d’un éclair. Et sans localisation précise de la tempête, il est impossible de déterminer la puissance des éclairs en se basant uniquement sur les mesures micro-ondes. Wong compare cela au fait d’entendre une série de détonations lors d’un défilé du Nouvel An chinois sans savoir s’il s’agit de grains de maïs éclatant à quelques mètres ou de pétards à un pâté de maisons.
Supertempêtes furtives
Heureusement, en 2021 et 2022, une accalmie s’est produite dans les tempêtes de la ceinture équatoriale nord, et Wong a pu se concentrer sur une seule grande tempête à la fois, en localisant sa position grâce au Hubble Space Telescope, à la caméra de Juno et à des images partagées par des astronomes amateurs. Il les a qualifiées de supertempêtes « furtives ». Comme les véritables supertempêtes, leur activité a persisté pendant des mois et a modifié à grande échelle la structure nuageuse environnante. Mais contrairement aux véritables supertempêtes, leurs colonnes nuageuses n’atteignaient que les hauteurs modestes de petites tempêtes.
« Comme nous disposions d’une localisation précise, nous avons pu dire : “D’accord, nous savons où cela se trouve. Nous mesurons directement la puissance” », a déclaré Michael Wong.
Au cours de cette période, la sonde Juno a effectué 12 survols de tempêtes isolées et, lors de quatre d’entre eux, elle s’est trouvée suffisamment proche pour mesurer le bruit micro-ondes des éclairs. Les éclairs ont atteint en moyenne trois par seconde lors de ces passages ; lors d’un survol, Juno a détecté 206 impulsions distinctes de rayonnement micro-ondes. Sur un total de 613 impulsions mesurées, Wong a estimé que leur puissance variait entre celle d’un éclair terrestre et 100 fois, voire davantage, cette puissance. Étant donné qu’il a comparé les émissions radio des éclairs terrestres à une longueur d’onde avec celles des éclairs de Jupiter à une autre longueur d’onde, une certaine incertitude subsiste dans la comparaison, a-t-il précisé. Selon une étude des émissions radio des éclairs sur la Terre, ceux de Jupiter pourraient être jusqu’à un million de fois plus puissants.
La conversion de la puissance micro-ondes d’un éclair en puissance totale n’est pas simple, a souligné la coautrice Ivana Kolmašová, physicienne spatiale à l’Université Charles de Prague, en République tchèque, et membre de l’Académie tchèque des sciences. Les éclairs n’émettent pas seulement dans les longueurs d’onde radio et optiques, mais génèrent également de l’énergie thermique, acoustique et chimique. Sur Terre, on estime qu’un seul éclair libère environ 1 gigajoule d’énergie totale, soit un milliard de joules : de quoi alimenter 200 foyers moyens pendant une heure. Wong estime que l’énergie d’un éclair sur Jupiter varie entre 500 et peut-être jusqu’à 10 000 fois celle d’un éclair terrestre.
Les éclairs se forment probablement de manière similaire à ceux de la Terre, où la vapeur d’eau ascendante se condense en gouttelettes liquides et en cristaux de glace qui se chargent électriquement, créant ainsi de grandes différences de potentiel entre les nuages ou entre les nuages et le sol. C’est pourquoi les orages terrestres sont associés à la grêle. Sur Jupiter, bien que la vapeur d’eau alimente l’ascension des nuages orageux vers les couches supérieures de l’atmosphère, les cristaux de glace chargés sont composés d’eau et d’ammoniac. Une théorie suggère que l’eau et l’ammoniac se combinent pour former des « boules de glace » qui tombent sous forme de grêle molle.
Bien que des éclairs plus puissants impliquent des tensions plus élevées entre les nuages, les mécanismes précis de leur formation sur Jupiter par rapport à la Terre restent encore en grande partie mystérieux, a conclu Wong.
« C’est là que les détails commencent à devenir intéressants, et que l’on peut se demander : “La différence clé réside-t-elle dans les atmosphères dominées par l’hydrogène par rapport à celles dominées par l’azote, ou bien les tempêtes sont-elles plus élevées sur Jupiter, impliquant ainsi de plus grandes distances ?” », a déclaré Michael Wong. Les tempêtes sur Jupiter dépassent les 100 kilomètres de hauteur, contre environ 10 kilomètres sur la Terre.
« Ou bien y a-t-il davantage d’énergie disponible parce qu’avec la convection humide sur Jupiter, il faut une accumulation de chaleur plus importante avant que ne se déclenche la tempête qui produit les éclairs ? », a-t-il ajouté. « Il s’agit d’un domaine de recherche actif ».
Référence de l'article :
UC Berkeley