JUPITER

La planète Jupiter

Jupiter est une planète du système solaire, la cinquième en partant du Soleil. Elle doit son nom au dieu romain Jupiter

Visible à l'œil nu dans le ciel, Jupiter est habituellement le quatrième objet le plus brillant (après le Soleil, la Lune et Vénus ; parfois Mars semble plus lumineux que Jupiter, et de temps en temps Jupiter semble plus lumineux que Vénus).

L'orbite de Jupiter, située entre celle de Mars et de Saturne est quasi circulaire et son rayon moyen mesure 778 millions de kilomètres. Jupiter décrit cette orbite en 11 ans, 10 mois et 17 jours. Jupiter est la plus grosse planète du système solaire, il est le représentant type des grosses planètes, dites planètes joviennes.

Comme sur les autres planètes gazeuses, des vents violents, de près de 600 km/h, parcourent les couches supérieures de la planète. La célèbre et spectaculaire grande tache rouge est une zone de surpression qui est observée depuis au moins le XIXe siècle.

JUPITER ET SATURNE CHARGEES EN HELIUM

Au coeur de Jupiter et de Saturne se trouverait plus d'hélium métallique qu'on ne le pensait jusqu'ici. La découverte vient de deux chercheurs de l'University College de Londres, qui se sont servis d'équations basées sur la mécanique quantique. D'après leurs résultats, l'hélium soumis aux pressions et températures régnant au centre des géantes gazeuses passe à l'état de métal liquide. Il ressemble alors au mercure mais en moins brillant. La plupart des études précédentes avaient porté sur l'hydrogène, l'élément le plus répandu dans l'Univers. On a découvert récemment qu'il passait à l'état métallique à des températures et pressions moins importantes que prévues. Les caractéristiques de l'hélium et de l'hydrogène semblent désormais assez proches pour qu'ils forment un alliage liquide dans le coeur des géantes gazeuses.

OBSERVATION DE JUPITER

La sonde Juno ira étudier Jupiter : la Nasa vient d'en prendre la décision en novembre 2008, en dépit des coupes budgétaires, qui ont déjà conduit à l'annulation de deux autres projets vers la planète géante. Juno sera lancée en août 2011. Après cinq années de voyage, elle se mettra en orbite polaire autour de Jupiter et l'observera pendant un an à l'aide de neuf instruments. Ses principaux objectifs sont de comprendre la formation, l'évolution et la structure de la planète géante gazeuse. Pour cela, la sonde effectuera 32 orbites très elliptiques, qui l'amèneront à seulement 4800 km des nuages joviens.

Sur Jupiter, la grande tache rouge perd de l'ampleur, sans perdre de vigueur. Son plus grand diamètre s'est réduit de 15 % en 10 ans, mais les vents continuent d'y soufler à plus de 500 km/h.En 2009, voilà plus de 300 ans que la grande tache rouge fait rage sur Jupiter. Ce vaste anticyclone pourrait contenir deux Terre. Cependant, son plus grand diamètre a perdu 15 % de sa longueur en 10 ans. Cette diminution serait due au changement de climat sur la planètes géante. Récemment, des nouvelles tempêtes sont apparues dans ses bandes colorées. L'énergie nécessaire à l'existence d'une telle activité atmosphérique se disperserait donc. Toutefois, la grande tache rouge n'est pas encore en voie de disparition et montre une vigueur qui ne faiblit pas. Ses vents continuent de soufler à près de 500 km/h !

L'impact du 20 juillet 2009 sur Jupiter vu par le télescope spatial Hubble Les effets dévastateurs de la collision météoritique survenue sur Jupiter le 20 juillet 2009 étaient bien visibles dans un télescope d'amateur. La grande tache sombre qui a résulté de la chute d'un bolide de quelques centaines de mètres de diamètre dans l'atmosphère jovienne était aussi étendue que l'océan Pacifique. A plus de 600 millions de km de la Terre (distance à laquelle se trouvait la planète gazeuse), elle pouvait être aperçue dans un petit instrument sous la forme d'un minuscule point noir.

Cette structure éphémère se situait près du pôle Sud de Jupiter.

Le flash produit par l'impact d'un corps céleste sur Jupiter a été photographié en direct. C'est le point lumineux visible sur le bord droit de la planète.Un astéroïde ou une comète s’est désintégré dans l’atmopshère de Jupiter le 3 juin 2010 à 20 h 30 TU. La collision a été photographiée en direct par un astronome amateur australien. Anthony Wesley, de Broken Hill, une localité isolée de Nouvelles Galles du Sud, a saisi le flash provoqué par l’impact au niveau de la bande équatoriale sud de la planète géante. Une vidéo de la collision a même été réalisée par un autre amateur, Christopher Go, basé aux Philippines, avec un télescope de 280 mm (Anthony Wesley en a également réalisé une). Christopher Go avait aussi photographié Jupiter à plusieurs reprises au cours de la nuit, mais n’avait pas encore repéré l’impact. C’est sur une alerte d’Anthony Wesley qu’il a pu retrouver les images correspondantes et en produire un film.
Cet événement survient le jour même de la parution d’un article scientifique qui fait le point sur une autre collision, dont les effets avaient été découverts le 19 juillet 2009 par le même Anthony Wesley. Peu de temps après, une image précise de l’impact avait été réalisée avec le télescope spatial Hubble. Les scientifiques considèrent dans leur étude que le bolide qui a créé une grosse tache noire dans les nuages de Jupiter est plutôt un astéroïde qu’une comète. Jupiter avait déjà été frappée par les fragments d’une comète (Shoemaker-Levy 9) fin juillet 1994. Le chapelet de morceaux cométaires avait bombardé la planète pendant une semaine.
Ces différents impacts montrent que la plus grosse planète du Système solaire est percutée régulièrement par de petits corps célestes. Avec les moyens actuels des amateurs et leur surveillance continue des planètes, de tels événements ont de plus en plus de chances d’être vus.
Comme lors des collisions précédentes, il est possible que des traces sombres soient observables dans l'atmosphère de Jupiter. Celles-ci sont à chercher au niveau de la bande équatoriale Sud, qui est actuellement très estompée. Un télescope de 100 mm peut suffire pour apercevoir l'impact si celui-ci est bien contrasté. C'était le cas lors du précédent impact observé en 2009.

DE NOMBREUX SATELLITES

Nous connaissons actuellement 63 satellites naturels de Jupiter, les plus petits n'ont pas de "vrai nom" et les quatre principaux sont : Io, Europe, Ganymède et Callisto. Ils furent découverts en 1610 par Galilée; leur taille est comparable à celle de la Lune. Leurs plans orbitaux sont peu inclinés sur le plan équatorial de Jupiter; cette circonstance entraîne que ces satellites sont éclipsés périodiquement par Jupiter. Ils se comportent comme de véritables signaux célestes, visibles de tout un hémisphère terrestre, et, pendant les XVIe, XVIIe et XVIIIe siècles, leurs éclipses servirent à déterminer l'heure en mer.

L'Astronome danois Römer, qui travaillait à l'observatoire de Paris, constata en 1676 que les éclipses d'Io, en dehors des oppositions de Jupiter, se produisaient avec un retard d'autant plus grand sur les prévisions que la planète était plus éloignée de la Terre. Il interpréta ce fait comme étant dû à l'augmentation du temps de propagation de la lumière avec la distance, et en déduisit la vitesse de la lumière dans le vide, qui était encore inconnue à l'époque.

Avant l'arrivée de sondes spatiales dans l'environnement de Jupiter, 13 satellites étaient connus . Les missions Voyager, qui survolèrent le système jovien en 1979, permirent la découverte de trois nouvelles lunes : Métis et Thébé en mars 1979 sur des photographies de Voyager 1, Adrastée en juillet 1979 par Voyager 2.

Entre 1979 et 1999, aucun nouveau satellite de Jupiter ne fut découvert et il fallut attendre des progrès suffisants dans le domaine des détecteurs pour que les observations reprennent...

JUPITER
Distance moyenne
au Soleil en U.A.
5,2
en millions de km 778,33
Période de révolution
sidérale (en années)
11,862
Vitesse moyenne
sur l'orbite (en km/s)
13,07
Inclinaison de l'orbite
sur l'écliptique
1° 18'
Diamètre équatorial
(en km)
142984
Aplatissement du globe 0,0483
Masse (si Terre = 1) 317,938
Densité (g/cm3) 1,33
Durée de la rotation
à l'équateur
9,84 h
Albédo
(coefficient de réflexion)
 
Pesanteur à la surface
(en cm/s²)
2312
Numéro Nom Description
I Io IoSatellite de Jupiter (n° I), découvert par Galilée le 7 janvier 1610.
Demi-grand axe de son orbite : 422 000 km.
Période de révolution sidérale : 1,769 jour.
Diamètre : 3 642 km.
Densité moyenne : 3,53.
Des images particulièrement saisissantes en ont été recueillies par Voyager 1, qui s'en est approché à 18 170 km seulement le 5 mars 1979. Sa surface apparaît dominée par la présence de formations volcaniques, entre lesquelles s'étendent de vastes plaines. Une centaine de cheminées volcaniques de plus de 25 km de diamètre y ont été repérées. Des coulées de lave, riches en soufre, lui donnent une coloration vive rouge-orangé. On y observe aussi des dépôts blanchâtres d'anhydride sulfureux.
La découverte la plus spectaculaire a toute fois été celle de volcans en éruption, d'où s'échappent des panaches de gaz (notamment anhydride sulfureux), à des altitudes atteignant jusqu'à 280 km. Les observations effectuées par la sonde Ulysse en 1992 et par la sonde Galileo depuis 1996 ont permis d'étudier l'évolution des volcans actifs depuis le survol de Io par les sondes Voyager. L'activité volcanique assure un remodelage continuel de la surface, comme en témoigne l'absence de cratères d'impact, indice d'une extrême jeunesse (un million d'années tout au plus). Elle implique la présence, en profondeur, de matériaux en fusion.
On considère que cet échauffement interne serait entretenu par des phénomènes de marée résultant de l'attraction combinée d'Europe, de Ganymède et de Jupiter. Près de l'orbite du satellite ont été détectés un tore de plasma riche en soufre et en hydrogène ionisés, provenant vraisemblablement des éjections volcaniques, et un anneau de sodium neutre, constitué, pense-t-on, d'atomes arrachés au sol par les particules chargées qui le bombardent en permanence, Io évoluant à l'intérieur des ceintures de rayonnement de Jupiter. Cet astre aurait une structure interne différenciée où prédominent les silicates.
II Europe EuropeSatellite de Jupiter (n° II), découvert par Galilée le 7 janvier 1610.
Demi-grand axe de son orbite : 671 000 km.
Période de révolution sidérale : 3,551 jours.
Diamètre : 3 130 km.
Densité moyenne : 2,97.
Nom international : Europa.
Sa surface a été révélée par les photographies des sondes américaines Voyager en 1979 et, depuis 1996, par celles de la sonde Galileo. Largement recouvert de glace, ainsi que le laissaient prévoir son albédo élevé (0,64) et son spectre infrarouge, il apparaît très lisse, mais on y remarque un réseau de lignes sombres enchevêtrées, s'étendant parfois sur des centaines de kilomètres, qui correspondent à des fractures. Sa densité suggère qu'il est composé d'un mélange de glace et de roches denses. Cela est confirmée par des mesures de spectroscopie infrarouge : d'une part, celles-ci indiquent que la surface d'Europe est essentiellement composées de glace d'eau; d'autre part, combinées avec des données gravifiques, ces observations révèlent la présence d'une couche de glace superficielle de 150 km d'épaisseur et, au centre de l'astre, la présence d'un noyau de sulfure de fer. Quelques indices suggèrent l'existence d'un champ magnétique créé par le noyau, mais ce point reste encore incertain. Une faible atmosphère d'oxygène a, par ailleurs, été décelée autour du satellite.
Les vues du satellite prises par les sondes Voyager et Galileo montrent que sa surface est très lisse : elle ne présente pas de relief de plus d'un kilomètre d'altitude. Elle est aussi très brillante. Cette croûte de glace est traversée par de nombreuses rides et des bandes noires, longues parfois de plus de 1 000 km. Elle est pratiquement dépourvue de cratères d'impact, ce qui indique qu'elle est sensiblement plus jeune que celle de Callisto ou de Ganymède, et suggère qu'Europe est encore aujourd'hui géologiquement actif. La croûte de glace pourrait être séparée du noyau par un océan d'eau maintenu à l'état liquide par des forces de marée. Certaines images en gros plan de la surface montrent que celle-ci est fracturée en plaques de glace évoquant l'aspect de la banquise; elles suggèrent que de l'eau à l'état liquide a existé dans un passé très récent à très faible profondeur. Ainsi, avec l'apport de matières organiques par des comètes ou des météorites, Europe pourrait posséder tous les ingrédiens nécessaires à l'apparition de la vie. C'est pourquoi la NASA envisage de poursuivre l'étude détaillée de cet astre à l'aide d'un orbiteur dont le lancement pourrait intervenir à la fin de 2003 en vue d'une arrivée à proximité de Jupiter en 2006.
III Ganymède GanymèdeSatellite de Jupiter (n° III), découvert par Galilée le 7 janvier 1610.
Demi-grand axe de son orbite : 1 070 000 km.
Période de révolution sidérale : 7,155 jours.
Diamètre : 5 260 km (c'est le plus gros satellite planétaire du système solaire).
Densité moyenne : 1,93.
Sa surface, révélée par les photographies des sondes américaines Voyager en 1979, juxtapose des terrains d'âges très différents, ce qui semble refléter une histoire géologique complexe. Des zones sombres très anciennes criblées de cratères d'impact sont voisines de régions claires, apparemment beaucoup plus jeunes (car la densité des cratères y est nettement plus faible), parcourues de longs sillons parallèles, s'étendant sur plusieurs centaines de kilomètres, qui correspondent sans doute à des fractures. On estime que le satellite renferme, en masse, environ 50 % d'eau et 50 % de silicates, avec une strucutre différenciée, comportant une croûte de glace qui repose sur un large manteau de glace et de roches entourant un noyau métallique. Comme Io, Ganymède est enveloppée d'une atmosphère très ténue. La sonde Galileo a découvert qu'il possède aussi un champ magnétique propre, dont l'intensité est environ un millième de celle du champ terrestre.
IV Callisto CallistoSatellite de Jupiter (n° IV), découvert par Galilée le 13 janvier 1610.
Demi-grand axe de son orbite : 1 883 000 km.
Période de révolution sidérale : 16,689 jours.
Diamètre : 4 806 km.
Densité moyenne : 1,85.
Comme pour Ganymède, les données de la spectrographie infrarouge montrent que ce satellite est un mélange de glace d'eau et de roches plus denses. Sa surface, révélée par les sondes Voyager en 1979, et par la sonde Galileo depuis 1997, est très sombre et se caractérise par la présence de très nombreux cratères d'impact. L'abondance de cratères indique que cette surface est très ancienne. Toutefois, on observe relativement peu de petits cratères, ce qui suggère l'existence d'un processus (encore inconnu) d'érosion permanente et de remodelage de la surface. Le trait du relief le plus spectaculaire est une structure circulaire de 600 km de diamètre, Valhalla, issue de la fusion de la glace provoquée par l'impact d'un astéroïde; celui-ci a également engendré une série de fractures disposées en cercle concentriques sur plus de 3 000 km autour du cratère.
Les nouvelles données fournies par la sonde Galileo concernent essentiellement la structure interne du satellite. Les mesures du champ de gravité déduites de l'étude précise de la trajectoire de la sonde suggèrent que Callisto n'est pas constitué d'un mélange homogène de glace et de roches mais présente une structure partiellement différenciée. Par ailleurs, Galileo a révélé que l'intense champ magnétique de Jupiter induit à l'intérieur de Callisto des courants électriques qui engendrent à leur tour un champ magnétique secondaire. Cette découverte a constitué une surprise : on peut l'expliquer en admettant qu'il existe un océan d'eau salée à une centaine de kilomètres au-dessous de la surface.

Ganymède et Callisto, faux jumeaux

Ganymède et Callisto n'ont pas vécu la même histoireCes deux satellites de Jupiter sont différents parce qu'ils n'ont pas subi la même intensité d'impacts cométaires voici 3,8 milliards d'années. Grâce à leur résultat, Amy Barr et Robin Canup répondent à une question qui date des survols de Jupiter par les sondes Voyager, il y a trente ans. Comme la Terre et Vénus, Ganymède et Callisto sont nés ensemble. Comprendre comment ces corps jumeaux sont devenus si distincts est d'un intérêt immense pour les planétologues.
En fait, Ganymède est plus proche de Jupiter que Callisto. Or la planète géante, par sa masse énorme, attire tous les petits corps qui passent à proximité. Du coup, lors du bombardement massif qu'a connu le Système solaire à ses débuts, Ganymède aurait été frappé deux fois plus que Callisto.
Selon Amy Barr, « les impacts de cette époque ont fait fondre Ganymède si profondément que la chaleur n'a pas pu s'en évacuer rapidement. Toute la roche de Ganymède a plongé vers le centre. » Ayant reçu moins d'impacts et à plus faible vitesse, Callisto aurait évité ce destin. Les deux lunes, composées des mêmes quantités de glace et de roche, ont ainsi une structure et une apparence différentes.
V Amalthée Amalthée photographié par la sonde Galileo en août 1999 (à gauche) et en novembre 1999 (à droite).Satellite de Jupiter (n° V), découvert en 1892 par l'américain E. Barnard.
Demi-grand axe de son orbite : 181 300 km.
Période de révolution sidérale : 0,498 jour.
Dimensions : 262 x 146 x 134 km.
C'est un astéroïde sombre et rougeâtre, de forme irrégulière.
VI Himalia Satellite de Jupiter (n° VI) découvert par l'américain C.D. Perrine en 1904.
Demi-grand axe de son orbite : 11 480 000 km.
Période de révolution sidérale : 250,566 jours.
Diamètre : 180 km.
C'est est un satellite de forme irrégulière.
VII Elara Satellite de Jupiter (n° VII) découvert par l'américain C.D. Perrine en 1905.
Demi-grand axe de son orbite : 11 737 000 km.
Période de révolution sidérale : 259,653 jours.
Diamètre : 80 km.
C' est un petit satellite.
VIII Pasiphaé Satellite de Jupiter (n° VIII) découvert en 1908 par le britannique P. Melotte.
Demi-grand axe de son orbite : 25 500 000 km.
Période de révolution sidérale : 735 jours.
Diamètre : ~40 km.
Son orbite est inclinée de 153° sur celle de Jupiter, sa révolution s'effectuant dans le sens rétrograde. Il s'agit vraisemblablement d'un astéroïde capturé par l'attraction de Jupiter, tout comme les satellites Sinopé, Carmé et Ananké, qui décrivent des orbites voisines.
IX Sinopé Satellite de Jupiter (n°IX), le plus éloigné de la planète, découvert en 1914 par l'Américain S. Nicholson.
Demi-grand axe de son orbite : 23 700 000 km.
Période de révolution sidérale : 758 jours.
Diamètre: 30 km.
Son mouvement rétrograde, sa petite taille et l'excentricité de son orbite suggèrent qu'il s'agit d'un astéroïde capturé par l'attraction de Jupiter.
X Lysithéa Satellite de Jupiter (n°X), découvert en 1938 par l'américain S. Nicholson.
Demi-grand axe de son orbite : 11 720 000 km.
Période de révolution sidérale : 259,22 jours.
Diamètre: 20 km.
Il s'agit vraisemblablement d'un astéroïde capturé par l'attraction de Jupiter. Ses paramètres orbitaux suggèrent une origine commune avec les satellites Léda, Himalia et Elara.
XI Carmé Satellite de Jupiter (n° XI) découvert en 1938 par l'américain S. Nicholson.
Demi-grand axe de son orbite : 22 600 000 km.
Période de révolution sidérale : 692 jours (sens rétrograde).
Diamètre estimé : 30 km.
C'est probablement un astéroïde capturé.
XII Ananké Satellite de Jupiter (n° XII) découvert en 1951 par l'américain S. Nicholson.
Demi-grand axe de son orbite : 21 200 000 km.
Période de révolution sidérale : 631 jours.
Diamètre : 20 km environ.
C'est un petit satellite de forme irrégulière.
XIII Léda Satellite de Jupiter (n° XIII), découvert en 1974 par l'américain Charles Kowal.
Demi-grand axe de son orbite : 11 094 000 km.
Période de révolution sidérale : 238,72 jours.
Diamètre : 10 km environ.
Il s'agit vraisemblablement d'un astéroïde capturé par l'attraction de Jupiter. Ses paramètres orbitaux suggèrent une origine commune avec Himalia, Lysithea et Elara.
XIV Thébé Thébé photographié par la sonde Galileo en janvier 2000Satellite de Jupiter (n° XIV), découvert en 1979 par l'américain S.P. Synnot, sur des photographies prises par la sonde américaine Voyager 1.
Demi-grand axe de son orbite : 221 000 km.
Période de révolution sidérale : 0,675 jour.
Dimensions : 116 x 98 x 84 km.
C'est un corps de forme irrégulière.
XV Adrastée Satellite de Jupiter (n° XV) découvert en 1979 grâce aux photographie prises par les sondes Voyager.
Demi-grand axe de son orbite : 129 000 km.
Période de révolution sidérale : 0,298 jour.
Dimensions : 26 x 20 x 16 km.
On estime que son action gravitationnelle et celle du satellite Thébé contribuent à expliquer la répartition de la matière au sein de l'anneau principal de Jupiter.
XVI Métis Satellite de Jupiter (n°XVI), découvert en 1979 par l'Américain S. P Synnot sur des photographies prises par les sondes Voyager.
Demi-grand axe de son orbite : 128 000 km.
Période de révolution sidérale : 0,295 jour.
Diamètre: 40 km.
Métis coïncide avec le bord extérieur de l'anneau principal de Jupiter et l'on pense que son attraction gravitationnelle empêche les particules constitutives de cet anneau de se disperser, expliquant ainsi le bord tranché de l'anneau.


Pour plus d'information :
Jupiter, la géante : http://www.astropolis.fr/articles/etude-du-systeme-solaire/Jupiter/astronomie-jupiter.html
Jupiter (planète) : http://fr.wikipedia.org/wiki/Jupiter_(plan%C3%A8te)
Satellites naturels de Jupiter : http://fr.wikipedia.org/wiki/Satellites_naturels_de_Jupiter
Jupiter : http://www.solarviews.com/french/jupiter.htm