Sciences planétaires, Spectroscopie infrarouge, Stratosphère, Régions polaires, Régions aurorales, Précipitations de particules, Transfert radiatif, Atmosphères, Planètes géantes

Les régions polaires de Jupiter sont particulières par rapport au reste de la planète. Cela est dû en grande partie à la présence de précipitations de particules chargées dans les régions aurorales. Ces précipitations déclenchent une série de changements dans la haute atmosphère. Ceux-ci comprennent le réchauffement de la stratosphère et de la thermosphère dans la région aurorale, et l'augmentation de l'abondance de certains hydrocarbures dans la stratosphère, résultat d'une chimie liée à la neutralité ionique, ajoutant de nouvelles voies pour la production de ces molécules. Certaines de ces molécules peuvent étendre leur impact au-delà de la région aurorale, puisqu'elles peuvent être liées à la formation de brouillards, qui peuvent s'étendre jusqu'à 55N dans la région polaire nord. Dans ce travail, nous avons utilisé les premières observations de Jupiter réalisées par le JWST dans le cadre du programme Early Release Science (ERS) 1373, pour analyser la stratosphère de la région polaire sud de la planète. Plus précisément, nous avons utilisé l'instrument MIRI/MRS, un spectrographe fonctionnant dans l'infrarouge moyen. Cette étude a comporté une partie importante liée au traitement des observations du JWST. Les observations analysées étant parmi les premières à voir le jour, ce travail constitue l'un des premiers en termes de traitement des données du JWST dans la science du système solaire. Compte tenu de la grande sensibilité du JWST et de la forte radiance infrarouge de Jupiter, certaines données présentaient des défauts de saturation et des décalages de longueur d'onde qui variaient sur l'image du détecteur. Nous avons développé des techniques de désaturation et de correction spectrale pour obtenir des produits scientifiques de meilleure qualité. Ces outils ont été appliqués non seulement à l'instrument MIRI/MRS, mais aussi à d'autres instruments tels que NIRCam ou NIRSpec, et ont été l'un des grands succès du programme ERS 1373. Ces observations nous ont permis d'analyser la structure thermique tridimensionnelle de la stratosphère jovienne (10 - 0,01 mbar) et l'abondance des différentes molécules qui peuplent cette stratosphère (C2H2, C2H6, C6H6 ...). De plus, nous avons pu trouver pour la première fois les signatures spectrales des aérosols polaires dans l'infrarouge moyen, tout comme Cassini/CIRS les a trouvées pour Saturne et Titan. Grâce à l'incroyable sensibilité du JWST, nous avons pu quantifier leur épaisseur optique et leur impact sur la structure thermique de la planète. En outre, nous avons pu analyser les restes d'espèces exogènes, provoqués par l'impact Shoemaker-Levy 9 en 1994. Nous avons analysé HCN, ainsi que CO2 et H2O. C'est la première fois que nous avons pu observer une distribution latitudinale de H2O sur Jupiter, et c'est la première fois depuis 2000 que nous avons pu observer à nouveau la distribution latitudinale de CO2. L'étude simultanée de ces deux espèces a permis d'établir des relations possibles entre elles, probablement en raison du cadre chimique exotique qui se produit dans les régions polaires, du fait de la présence des aurores.