Il est difficile de déterminer le comportement de l'atmosphère d'un Jupiter chaud - une géante gazeuse si proche de son étoile qu'elle est verrouillée par les marées ou prise dans une lente résonance orbitale - étant donné que nous n'avons pas de précédents ici dans notre système solaire. Mais il est possible d'explorer en détail quelles atmosphères d'exoplanètes pourrait être comme, basé sur des exemples de système solaire.
Par exemple, il y a Vénus - qui, bien qu'elle ne soit pas verrouillée par les marées, a une rotation si lente (une fois tous les 243 jours terrestres) que sa dynamique correspond pratiquement à celle d'une planète verrouillée par les marées.
Fait intéressant, la haute atmosphère de Vénus super-tourne, ce qui signifie qu'il circule dans la même direction que la rotation de la planète mais beaucoup plus rapidement - dans le cas de Vénus, à soixante fois la vitesse de rotation de la planète. Il est probable que ces vents soient entraînés par le grand gradient de température qui existe entre les côtés jour et nuit de la planète.
À l'inverse, la Terre, avec sa rotation rapide, a beaucoup moins de différence de potentiel entre ses températures de jour et de nuit - de sorte que ses systèmes météorologiques sont plus fortement influencés par la rotation réelle de la planète et également par le gradient de température entre l'équateur et le pôle. Le résultat net est de nombreux systèmes météorologiques circulaires dont la direction est déterminée par l'effet Coriolis - dans le sens antihoraire dans l'hémisphère nord et dans le sens horaire dans le sud.
Et bien sûr, nous avons des géantes gazeuses, même si elles ne sont pas chaudes. Étant si loin du Soleil, les gradients de température côté-nuit et côté pôle équatorial ont peu d'influence sur la circulation atmosphérique de nos géants gazeux. Les problèmes les plus importants sont la vitesse de rotation de chaque planète et la taille de chaque planète.
Le rayon plus grand de Jupiter et de Saturne dépasse leur échelle de Rhines forçant le flux de masse de leurs atmosphères à se diviser en bandes distinctes avec des tourbillons turbulents entre eux. Cependant, le rayon plus petit d'Uranus et de Neptune permet à la majeure partie de l'atmosphère de circuler comme un tout ininterrompu, se brisant seulement en deux bandes plus petites à chaque pôle.
En partie parce qu'il fait plus frais, mais surtout parce qu'il est plus petit, l'atmosphère de Neptune a un écoulement beaucoup moins turbulent que Jupiter - ce qui explique en partie pourquoi il a les vitesses de vent stratosphériques les plus rapides du système solaire.
Tous ces facteurs sont utiles pour essayer de déterminer comment l'atmosphère d'un Jupiter chaud pourrait se comporter. Étant si proches de leur étoile, il est probable que ces planètes seront partiellement ou totalement verrouillées par les marées - donc le principal moteur de la circulation atmosphérique sera, comme Vénus, le gradient de température jour-nuit. Une stratosphère super-rotative, circulant plusieurs fois plus vite que les parties intérieures de la planète, est donc plausible.
À partir de là, la modélisation suggère que la combinaison d'une vitesse du vent rapide et d'une rotation lente signifie que l'échelle de Rhines deviendra plus grande qu'un rayon planétaire de la taille de Jupiter, donc il y aura moins d'écoulement turbulent et la haute atmosphère pourrait circuler comme une seule, sans se décomposer en les multiples bandes que nous voyons sur Jupiter.
Quoi qu'il en soit, c'est mon point de vue sur un article arXiv de 50 pages intéressant avec beaucoup de formules (pour moi) déroutantes, mais aussi beaucoup de récits et de diagrammes compréhensibles. L’article consolide la réflexion actuelle et jette les bases solides pour donner un sens aux futures données d’observation - les deux caractéristiques d’une «revue éclairée» bien conçue.
