Jupiter

 

 

   Jupiter est la 5ème planète depuis le soleil et de loin la plus grande. Jupiter est plus de deux fois plus massive que toutes les autres planètes réunies (318 fois la Terre).

        orbite:         778.330.000 km (5.20 AU) du Soleil
        diamètre:       142,984 km (equatorial)
        masse:          1.900e27 kg

   Jupiter (a.k.a. Jove et du Grec Zeus) était le Dieu des Dieux, le maître de l'Olympe et le patron des Romains. Zeus était le fils de Cronus (Saturne).

   Jupiter est le quatrième objet le plus brillant du ciel (après le soleil, la lune et Vénus; sous certaines conditions Mars est aussi brillante). Jupiter est connue depuis les temps préhistoriques. En 1610, la mise en évidence par Galilée des 4 grandes lunes de Jupiter Io, Europe, Ganymede et Callisto (appelées maintenant les lunes Galiléennes) fut la première découverte d'un système en rotation non centré sur la Terre. Ce fut un argument de poids en faveur de la théorie de Copernic du mouvement héliocentrique des planètes. Mais l'appui de Galilée à la théorie de Copernic lui valut d'être arrêté par l'Inquisition. Il fut forcé de renier ses croyances et resta en prison le reste de sa vie.

   Jupiter a été visitée en 1973 par Pioneer 10 puis, plus tard par Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 et Ulysses. Le vaisseau spatial Galileo est actuellement en orbite autour de Jupiter et nous enverra encore des informations pendant les deux années à venir.

   Les planètes gazeuses n'ont pas de surface solide, le gaz qui les constitue devient seulement de plus en plus dense avec la profondeur. Ce que nous voyons de ces planètes est le sommet de nuages très haut dans leurs atmosphères (à peu près au dessus du niveau atmosphérique 1).

   Jupiter, c'est 90% d'hydrogène et 10% d'hélium (en quantité d'atomes, 75/25% en masse) avec des traces de méthane, d'eau, d'ammoniac et de "cailloux". C'est une composition très proche de la Nébuleuse Solaire primordiale qui donna naissance à tout le système solaire. Saturne a une composition similaire mais Uranus et Neptune ont moins d'hydrogène et d'hélium.

   Notre connaissance de l'intérieur de Jupiter (et des autres planètes gazeuses) est surtout indirecte et le restera encore longtemps (les sondes atmosphériques de Galileo sont seulement descendues à 150 km sous le sommet des nuages) .

   Jupiter a probablement un noyau rocheux de 10 à 15 masses terrestres.

   Au-dessus du noyau se trouve la plus grande couche de la planète constituée d'hydrogène métallique liquide. Cette forme exotique pour l'élément le plus commun n'existe que sous une pression supérieure à 4 millions de bars, comme à l'intérieur de Jupiter et de Saturne. L'hydrogène de Jupiter est constitué de protons et d'électrons comme à l'intérieur du Soleil (à une température bien plus basse) mais sous une pression telle qu'il devient liquide et conducteur électrique. Cette propriété est sans doute à l'origine du champ magnétique de la planète. Cette couche contient aussi des traces d'hélium et différentes variétés de "glaces".

   La couche supérieure est surtout composée d'hydrogène moléculaire classique et d'hélium liquide en profondeur et gazeux au-dessus. L'atmosphère que nous voyons est le sommet de cette couche où on trouve aussi, en faible quantité de l'eau, du CO2, du méthane et d'autres molécules simples.

   Ces 3 couches distinctes de nuages seraient composées de glaces d'ammoniac, d'hydrosulfite d'ammonium et un mélange de glace et d'eau. Néanmoins, les résultats préliminaires des sondes de Galileo ne constituent que de faibles indications de l'existence de ces nuages (un instrument semble avoir détecté la couche supérieure alors que l'autre aurait détecté la seconde couche). Cependant, le point d'entrée de ces sondes était inhabituel : des observations issues des télescopes terrestres et les toutes dernières observations de Galileo suggèrent que ce point d'entrée était l'endroit le plus chaud et le moins nuageux de Jupiter à cette époque.

   Ces données des sondes atmosphériques de Galileo montrent aussi qu'il y a nettement moins d'eau qu'on ne le prévoyait. On se basait sur une proportion d'oxygène, se mélangeant à l'hydrogène abondant, voisine de celle du Soleil, deux fois supérieure. Il est désormais probable que la concentration actuelle soit bien inférieure à celle qu'on trouve dans le Soleil. La densité et la température de la couche la plus superficielle se révélèrent étonnamment hautes.

   Jupiter et les autres planètes gazeuses connaissent des vents à très haute vélocité confinés dans de grandes bandes latitudinales où le vent souffle dans des sens opposés. De faibles différences de température et de composition entre ces bandes donnent les bandes colorées qui dominent l'apparence de la planète. Les bandes faiblement colorées sont appelées les zones; et les plus sombres les ceintures. Ces ceintures sont connues depuis très longtemps mais les vortex compliqués des régions limitrophes séparant les bandes n'ont été observés que par Voyager. D'après les sondes de Galileo, les vents de Jupiter ont une vitesse plus forte que prévu, plus de 650 km/h et s'étendent aussi profondément qu'était capable d'aller la sonde. Ils vont probablement jusqu'à des centaines de kilomètres à l'intérieur d'une planète à l'atmosphère globalement très violente. Tout cela indique que contrairement à ce qui se passe sur Terre, les vents de Jupiter sont causés en grande partie par sa chaleur interne plutôt que par la chaleur du Soleil .

   Les couleurs vives des nuages de Jupiter sont sans doutes issues des réactions chimiques intervenant entre les éléments rares de l'atmosphère Jovienne, dont des composés souffrés qui prennent une grande variété de teintes, mais les détails demeurent inconnus.

   Les couleurs sont en relation avec l'altitude des nuages : en profondeur les bleus, puis bruns, blancs et les rouges les plus hauts. Parfois, au travers des trous dans la couche supérieure, on peut voir les couches profondes.

   La Grande Tache Rouge (GRS) a été observée par des Terriens depuis plus de 300 ans (sa découverte est généralement attribuée à Cassini ou Robert Hooke au 17ème siècle). La grande tache rouge ou "l'oeil de Jupiter" est un gigantesque cyclone ovale de 12.000 par 25.000 km suffisamment grand pour contenir deux Terres. D'autres taches similaires mais plus petites ont été signalées depuis des décennies. Des observations infrarouges et le sens de sa rotation montrent que l'oeil de Jupiter est une région de haute pression dont les nuages ont un sommet bien supérieur et plus froid que celui des régions environnantes. Des structures identiques ont été vues sur Saturne et Neptune mais on ne sait pas pendant combien de temps encore ces taches vont persister.

   Jupiter émet plus d'energie dans l'espace qu'il n'en reçoit du Soleil. L'intérieur de Jupiter est très chaud et son noyau a probablement une température de 20.000 K. Cette chaleur est créée par le mécanisme de Kelvin-Helmholtz, la faible compression gravitationnelle de la planète (Jupiter ne produit AUCUNE énergie par fusion nucléaire comme le fait le Soleil car elle est bien trop petite pour que sa pression gravitationnelle interne chauffe suffisamment son noyau pour engendrer des réactions nucléaires). Cependant, sa chaleur interne est suffisante pour provoquer des mouvements de convection entre ces différentes couches liquides et est probablement la cause des mouvements complexes que nous voyons au sommet des nuages. Saturne et Neptune connaissent un phénomène similaire mais pas Uranus curieusement.

   Jupiter est sans doute aussi grande qu'une planète gazeuse puisse être. Si elle contenait plus de gaz, la pression interne augmenterait mais pas tellement, le volume et son diamètre grandiraient donc très peu. Pour être plus volumineuse, une étoile doit avoir une source interne (nucléaire) de chaleur considérable. Jupiter devrait être au moins 80 fois plus massive pour devenir une étoile.

   Jupiter a un puissant champ magnétique, bien plus fort que celui de la Terre. Sa magnétosphère s'étend à plus de 650 millions km (au delà même de l'orbite de Saturne!). A noter que cette magnétosphère est loin d'être sphérique : elle s'étend "seulement" à quelques millions de kilomètres dans la direction du Soleil. En conséquence, les lunes de Jupiter vivent dans ce champ magnétique, un fait qui pourrait expliquer partiellement l'activité d'Io. Malheureusement pour les futures touristes de l'espace et pour les ingénieurs des sondes Voyager et Galileo, l'environnement près de Jupiter est encombré de particules énergétiques piégées par cette magnétosphère, bref, des radiations similaires à celles de la ceinture de Van Allen autour de la Terre mais en bien plus fortes qui seraient immédiatement fatales à un humain non protégé.

    Les sondes atmosphériques de Galileo ont découvert une intense ceinture de radiations entre l'anneau de Jupiter et la couche atmosphérique supérieure. Cette nouvelle ceinture est approximativement 10 fois plus forte que la ceinture Van Allen de la Terre. Curieusement, cette nouvelle ceinture contient des ions d'hélium très énergétiques d'origine inconnue.

   Jupiter a des anneaux comme Saturne, mais en beaucoup plus petits et fins (à droite). On ne s'y attendait pas du tout et ils ont été découverts seulement quand deux des scientifiques de Voyager1 insistèrent pour qu'après un voyage de 1 milliard de kilomètres, on jette un coup d'oeil pour voir s'il y avait un anneau. Tous les autres étaient persuadés que les chances d'en trouver un était nulle mais ils eurent tort! Ce fut un grand scoop! Ils ont depuis été imagés dans l'infra rouge par des télescopes et par Galileo.

   Contrairement à ceux de Saturne, les anneaux de Jupiter sont sombres (albedo de .05). Ils sont probablement composés de très petits grains de matériaux rocheux et ne contiennent apparemment pas de glace, contrairement à Saturne.

   Les particules des anneaux Jupitériens ne restent sans doute pas là longtemps à cause des tractions magnétiques et atmosphériques. Le vaisseau Galileo a clairement montré que ces anneaux sont continuellement réapprovisionnés par la poussière formée par des impacts de micrométéorites sur ces 4 lunes intérieures qui sont très énergétiques du fait de la puissance du champ gravitationnel de Jupiter.

 

   En Juillet 1994, la Comète Shoemaker-Levy 9 est entrée en collision avec Jupiter avec des effets spectaculaires (à gauche). Ces effets furent clairement visibles même avec des télescopes d'amateurs. Les débris de la collision furent observables avec le télescope Hubble (HST) presque un an après.

   Pendant le ciel nocturne, Jupiter est toujours la plus brillante des "étoiles" de la voûte céleste (après Vénus). Les 4 lunes Galiléennes sont facilement visibles avec des lunettes; la grande tâche rouge peut même être observée avec un petit télescope d'amateur. Il existe de nombreux sites Web qui montrent la position de Jupiter (et d'autres planètes) dans le ciel. Des détails plus précis et des cartes customisables peuvent être créées avec un programme de planétarium comme le Starry Night.

 

Les Satellites de Jupiter

Jupiter a 16 satellites connus, les 4 grandes lunes Galiléennes et 12 plus petites.


           Distance  Rayon    masse
Satellite  (000 km)   (km)     (kg)   Découverte   Date
---------  --------  ------  -------  ----------  -----
Metis           128      20  9.56e16  Synnott      1979
Adrastea        129      10  1.91e16  Jewitt       1979
Amalthea        181      98  7.17e18  Barnard      1892
Thebe           222      50  7.77e17  Synnott      1979
Io              422    1815  8.94e22  Galileo      1610
Europe          671    1569  4.80e22  Galileo      1610
Ganymede       1070    2631  1.48e23  Galileo      1610
Callisto       1883    2400  1.08e23  Galileo      1610
Leda          11094       8  5.68e15  Kowal        1974
Himalia       11480      93  9.56e18  Perrine      1904
Lysithea      11720      18  7.77e16  Nicholson    1938
Elara         11737      38  7.77e17  Perrine      1905
Ananke        21200      15  3.82e16  Nicholson    1951
Carme         22600      20  9.56e16  Nicholson    1938
Pasiphae      23500      25  1.91e17  Melotte      1908
Sinope        23700      18  7.77e16  Nicholson    1914

Les valeurs des petites lunes sont approximatives.

Les anneaux de Jupiter

          Distance   Taille   masse
Anneau      (km)        (km)   (kg)
----      --------   -----  ------
Halo       92000     30500   ?
Main      122500      6440  1e13
Gossamer  128940    100000   ?

(distance entre le centre de Jupiter au bord interne de l'anneau)

 

 

En savoir plus sur Jupiter et ses satellites

 

Questions Ouvertes

 

Littérature

Lisez les "Bases Vénus" de A.C. Clark et P. Preuss (tomes 3 surtout).

2001 l'Odyssée de l'espace, 2010 Odyssée 2 et 2061 Odyssée 3 de A.C. Clarck.

 


 

... Soleil ... Mercure ... Vénus ...La Terre... Mars... Jupiter... Io

Auteur Data: Bill Arnett

Traduction approximative : Emmanuel et Véronique Goudé

E-Mail : manu@spatioport.com

 

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