Observations millimetriques et submillimetriques des planetes geantes. Etude de jupiter apres la chute de la comete sl9

par RAPHAEL MORENO

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de ANDRE MARTEN.

Soutenue en 1998

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Alors qu'a ses debuts ce travail de these etait associe a des analyses planetaires generales dans le domaine millimetrique/submillimetrique (mm/submm), son interet scientifique a beaucoup evolue en raison des observations uniques de jupiter que nous avons pu effectuer apres la chute de la comete shoemaker-levy 9 (sl9) sur cette planete. La premiere partie de ce travail de recherche a donc consiste a modeliser le flux emis par les planetes geantes dans le domaine radio entre 10 et 1000 ghz. Afin de pouvoir simuler le spectre mm/submm des planetes geantes, un programme de transfert radiatif considerant une geometrie spherique, initialement developpe pour calculer le spectre de titan, a ete adapte aux atmospheres de ces planetes. L'etude a principalement porte sur les differents parametres physiques qui jouent un role important dans les calculs d'opacite atmospherique et par consequent sur les resultats de spectres synthetiques. Des comparaisons de ceux-ci avec les mesures existantes sont presentees pour les quatres planetes geantes jupiter, saturne, uranus et neptune. En conclusion de cette premiere partie, nous proposerons des spectres synthetiques des 4 planetes, qui peuvent etre utilises comme spectres de reference astronomique. La deuxieme partie concerne l'analyse des observations mm/submm que nous avons realisees apres la chute des fragments de la comete sl9 sur jupiter. Nos observations ont permis la detection de nouvelles especes dans la haute stratosphere : co, cs et hcn. Elles ont contribue a l'etude du refroidissement atmospherique durant les premiers mois. Le suivi des observations pendant 3 ans a permis de mesurer d'une part l'evolution spatiale de ces nouvelles especes, et d'autre part les variations spatiales et temporelles de la temperature stratospherique. Afin d'analyser correctement les spectres obtenus, le developpement d'une methode plus generale de simulation spectrale a ete necessaire prenant en compte les diverses geometries des regions emettrices, leur convolution par le lobe d'antenne et l'effet doppler du a la rotation de la planete. Les masses totales de cs, co et hcn deduites sont de 2,20,8 10 1 3 ; 4,31,6 10 1 4 ; 2,41,5 10 1 3 g. Les masses de co et hcn se sont conservees durant ces trois annees, celle de cs a augmente d'un facteur 2. La masse de la comete sl9 a ete estimee a 4,81,8 10 1 4 g. La temperature stratospherique moyenne est de 162 k a 0,1 mbar ; des variations spatiales et temporelles de 2-3 k ont ete observees. Le coefficient de diffusion verticale est inferieur ou egal a 10 5 cm 2/s a 0,1 mbar. La dispersion observee de co, cs et hcn a ete modelisee en considerant un processus de diffusion turbulente. Les resultats de nos simulations indiquent que l'homogeneisation, dans la haute stratosphere, s'effectue sur toute la planete sur une periode de 10 ans environ. Une des conclusions les plus importantes concerne l'oxygene et le soufre presents sous forme de co et cs. Nos resultats montrent que ces composes proviennent de l'ensemble de la comete, et non des glaces uniquement. De plus, au moins 80% de l'azote de hcn, et 50% du carbone de co, proviennent aussi de la comete. Le rapport isotopique 3 2s/ 3 4s, mesure dans differents isotopes de cs est au moins 3,51,5 fois superieur a la valeur solaire.


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Informations

  • Détails : 302 p.
  • Annexes : 195 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Bordeaux. Observatoire. Bibliothèque.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : H VIII-281
  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Observatoire de Paris (Section de Paris). Bibliothèque.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : 7414
  • Bibliothèque : Observatoire de Paris (Section de Meudon). Bibliothèque.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : (043) MOR
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1998
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