Jupiter

Celui qui apporte la jovialité

   Jupiter est la 5ème planète du Soleil et de loin la plus grosse de toutes. Jupiter est deux fois plus massive que toutes les autres planète réunies(318 fois plus que la Terre).

        orbite:   778 330 000 kilomètres (5.20 UA) du Soleil
        diamètre: 142 984 km (équatorial)
        masse:    1.900e27 kg

   Jupiter (aussi connue en tant que Jove; Zeus en grec) était le Dieu des Dieux, le maître de l'Olympe et le patron de l'état romain. Zeus était le fils de Cronos (Saturne).

   Jupiter est le 4ème objet le plus brillant dans le ciel, après le Soleil, la Lune et Vénus (cependant Mars est parfois plus brillante). Jupiter est connue depuis l'aube de l'humanité. La découverte par Galilée en 1610 des 4 plus grosses lunes de Jupiter, Io, Europe, Ganymède et Callisto (désormais connues comme les lunes galiléennes) fut la première découverte d'une révolution apparemment non centrée sur la Terre. Cette découverte favorisa largement la théorie héliocentrique de Copernic et Galilée fut arrêté par l'Inquisition pour avoir ouvertement soutenu sa théorie. Il a dû abjurer ses idées et il fut emprisonné pour le reste de sa vie.

   Jupiter a été visitée pour la première fois par Pioneer 10 en 1973 et plus tard par Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 et Ulysses. La sonde Galileo est actuellement en orbite autour de Jupiter et devrait envoyer des données pendant encore au moins deux ans.

   Les géantes gazeuses ne possèdent pas de surface solide, leurs matières gazeuses deviennent juste de plus en plus dense lorsque l'on s'enfonce dans l'atmosphère (Les rayons et diamètres de ces planètes sont donnés pour une altitude correspondant à une atmosphère). Quand nous regardons ces planètes en lumière visible, on ne peut voir que le sommet des plus hauts nuages dans l'atmosphère (à une altitude légèrement plus élevée que 1 atmosphère).

   Jupiter est composée d'environ 90% d'hydrogène et de 10% d'hélium (en nombre d'atomes, 75/25% en masse) ainsi que de quelques traces de méthane, eau, ammoniac et "roches". Cette composition est très proche de celle de la Nébuleuse Solaire primordiale à partir de laquelle le système solaire a été formé. Saturne possède aussi une composition similaire mais Uranus et Neptune ont beaucoup moins d'hydrogène et d'hélium.

   Notre connaissance de l'intérieur de Jupiter (et des autres planètes gazeuses) est très indirecte et risque de le rester pour longtemps. Les données recueillies par la sonde atmosphérique de Galileo descend jusqu'à environ 150 km sous le sommet des nuages.

   Jupiter possède probablement un noyau rocheux qui équivaut de 10 à 15 fois la masse de la Terre.

   Au-dessus du noyau repose la plus grosse partie de la planète, sous forme d'hydrogène métallique liquide. Cette forme exotique du plus commun des éléments n'est possible qu'à une pression excédant les 4 millions de bars comme c'est le cas sur Jupiter (et Saturne). L'hydrogène métallique liquide consiste en des protons ionisés et des électrons (comme l'intérieur du Soleil mais à une température bien moindre). A la température et la pression qui règnent dans Jupiter l'hydrogène n'est plus un gaz mais un liquide. C'est aussi un bon conducteur électrique, ce qui explique l'origine du champ magnétique de Jupiter. Cette couche contient aussi probablement un peu d'hélium et des traces de diverses "glaces".

   La couche la plus supérieure est composée de molécules d'hydrogène et d'hélium qui est liquide à l'intérieur et gazeux en altitude. L'atmosphère que l'on voit n'est que l'ultime sommet de cette profonde couche. Eau, gaz carbonique, méthane et d'autres molécules simples sont aussi présentes en très faible quantité.

   On suppose que la couche la plus extérieure est composée d'ammoniac, d'hydrosulfide d'ammonium et d'un mélange de glace et d'eau. Toutefois, les premiers résultats de la sonde Galileo montrent des signes très faibles de nuages (un instrument semble avoir détecté la couche supérieure alors qu'un autre pourrait avoir vu la seconde). Cependant le point d'entrée de la sonde (à gauche) était exceptionnel: des observations effectuées récemment de la Terre ont suggéré que le site de la pénétration de la sonde pourrait bien avoir été l'un des plus chauds et des plus dénués de nuages de Jupiter à ce moment.

   Les données de la sonde atmosphérique de Galileo ont aussi indiqué qu'il y a beaucoup moins d'eau que l'on pensait. On s'attendait à ce que l'atmosphère de Jupiter contienne environ deux fois plus d'oxygène (combiné avec l'hydrogène abondant pour former de l'eau) que le Soleil. Aujourd'hui, la concentration en oxygène semble très inférieure à celle du Soleil. La densité et les températures élevées relevées dans les parties les plus hautes de l'atmosphère ont aussi été très surprenantes.

   Jupiter et les autres planètes gazeuses présentent des vents très puissants et confinés dans de larges bandes de latitude. Les vents soufflent dans des directions opposées dans des bandes adjacentes. De légères différences de température entre ces bandes sont responsables des bandes colorées qui domine l'apparence de Jupiter. Les bandes claires sont appelées zones tandis que les sombres sont appelées ceintures. Les bandes de Jupiter ont été observées depuis longtemps mais les tourbillons complexes sur les frontières des bandes n'étaient pas connus avant que Voyager n'effectue un passage près de la planète. Les données de la sonde Galileo ont indiqué que les vents étaient même plus rapides que ce que l'on pensait (plus de 640 km/h) et se prolongent aussi loin que la sonde a été capable d'observer; ils pourraient descendre à des milliers de kilomètres de la surface. L'atmosphère de Jupiter présente de nombreuses turbulences, ce qui semble indiquer que les vents sont principalement dus à la chaleur interne de Jupiter plutôt qu'à l'énergie solaire comme sur la Terre.

   Les couleurs vives des nuages de Jupiter sont probablement le résultat de réactions chimiques subtiles des traces d'éléments dans son atmosphère, impliquant peut-être le soufre dont les composés s'étalent sur une large variété de couleurs; cependant les détails sont inconnus.

   Les couleurs correspondent à l'altitude des nuages: les bleus étant les plus bas, suivis par les bruns et les blancs, les rouges étant les plus hauts. On peut parfois observer les couches les plus basses à travers des trous dans les couches supérieures.

   La Grande Tache Rouge a été observée de la Terre depuis plus de 300 ans (sa découverte est habituellement attribuée à Cassini ou Robert Hooke au 17ème siècle). Cette tache est un ovale d'environ 12000 x 25000 km, assez grand pour contenir deux Terres. D'autres taches similaires plus petites sont connues depuis quelques dizaines d'années. Des observations infrarouges et le sens de sa rotation indiquent que la Grande Tache Rouge est une région de haute pression dont la partie supérieure des nuages est beaucoup plus haute et plus froide que les régions voisines. Des structures similaires ont été observées sur Saturne et Neptune. Cependant, on ne sait toujours pas comment ces structures peuvent persister aussi longtemps.

   Jupiter dégage plus d'énergie dans l'espace qu'elle n'en reçoit du Soleil. L'intérieur de Jupiter est chaud: la température du noyau est probablement de 20000 K. Cette chaleur est générée par le mécanisme Kelvin-Helmholtz, une lente compression gravitationnelle de la planète (Jupiter NE produit PAS d'énergie par fusion nucléaire comme le Soleil car elle est trop petite et son noyau trop froid ne peut allumer de réactions nucléaires). Cette chaleur interne produit de profonds courants de convection jusque dans les couches liquides de Jupiter et elle est sans doute responsable des mouvements complexes des nuages. Saturne et Neptune sont similaires à Jupiter sur ce point mais curieusement Uranus ne l'est pas.

   Jupiter est aussi grosse qu'une géante gazeuse peut l'être: si on lui ajoutait des éléments, elle serait tellement comprimée par la gravité que son rayon moyen augmenterait que très légèrement. Une étoile peut être plus grosse uniquement grâce à sa source de nucléaire de chaleur interne. Jupiter devrait être 80 fois plus massive pour devenir une étoile.

   Jupiter possède un énorme champ magnétique beaucoup plus puissant que celui de la Terre. Sa magnétosphère s'étend à plus de 650 millions de kilomètres (au-delà de l'orbite de Saturne !). Cependant, la magnétosphère de Jupiter est loin d'être sphérique: elle s'étend à "seulement" quelques millions de kilomètres en direction du Soleil. Les lunes de Jupiter baignent donc dans cette magnétosphère, ce qui pourrait expliquer une partie de l'activité volcanique de Io. Malheureusement pour les futurs voyageurs de l'espace, l'environnement proche de Jupiter contient des particules de niveau énergétique élevé piégées par le champ magnétique de Jupiter. Ces "radiations" sont similaires à celles des ceintures de Van Allen tout en étant beaucoup plus intenses. Elles tueraient immédiatement un être humain non protégé.
   La sonde atmosphérique Galileo a découvert une nouvelle ceinture de radiation intense entre les anneaux de Jupiter et les couches supérieures de l'atmosphère. Cette nouvelle ceinture est approximativement 10 fois plus puissante que les ceintures de Van Allen. Cette nouvelle ceinture contient aussi de l'hélium fortement ionisé d'origine inconnue.

   Jupiter possède de minces anneaux comme Saturne mais beaucoup plus petits (à gauche). Ils étaient totalement inattendus et furent découverts uniquement parce que deux scientifiques du projet Voyager 1 insistèrent qu'après avoir parcouru un milliard de kilomètres cela valait la peine de vérifier si Jupiter avait des anneaux. Personne ne pensait que l'on en trouverait et cela étonna vraiment tout le monde. Depuis ils ont été observés dans l'infrarouge avec des télescopes terrestres.

   Contrairement à Saturne, les anneaux de Jupiter sont sombres (leur albédo est environ 0.05). Ils sont probablement composés de minuscules grains de roche.

   A cause de la résistance atmosphérique et magnétique, les particules des anneaux de Jupiter ne vont sans doute pas rester longtemps en place. Par conséquent, si les anneaux sont permanents, ils doivent être constamment alimentés en roches. Les petits satellites Adrastée et Métis qui décrivent leur orbite dans les anneaux sont des sources très probables.

   En Juillet 1994, la Comète Shoemaker-Levy 9 est entrée en collision avec Jupiter. Les résultats furent spectaculaires (à gauche). Les résultats étaient clairement visibles même avec un télescope amateur. Les débris de la collision furent visibles même un an après avec le HST.

   Pendant le milieu de la nuit, Jupiter est souvent "l'étoile" la plus brillante dans le ciel (Elle est la seconde par rapport à Vénus qui est rarement visible dans un ciel sombre). Les quatre lunes galiléennes sont facilement visibles à l'aide de jumelles tandis que quelques bandes de Jupiter ainsi que la Grande Tache Rouge peuvent être observées avec un petit télescope. Les cartes célestes de Mike Harvey (planet finder charts) indiquent la position actuelle de Jupiter (et les autres planètes). Des cartes plus détaillées et personnalisées peuvent être générées avec un programme d'astronomie tel que Starry Night.

Satellites de Jupiter

Jupiter possède 16 satellites connus, les quatre plus gros, les satellites galiléens et 12 autres petits.


           Distance  Rayon    Masse
Satellite  (000 km)   (km)     (kg)   Découvreur   Date
---------  --------  ------  -------  ----------  -----
Métis           128      20  9.56e16  Synnott      1979
Adrastée        129      10  1.91e16  Jewitt       1979
Amalthée        181      98  7.17e18  Barnard      1892
Thébé           222      50  7.77e17  Synnott      1979
Io              422    1815  8.94e22  Galilée      1610
Europe          671    1569  4.80e22  Galilée      1610
Ganymède       1070    2631  1.48e23  Galilée      1610
Callisto       1883    2400  1.08e23  Galilée      1610
Léda          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
Pasiphaé      23500      25  1.91e17  Melotte      1908
Sinopé        23700      18  7.77e16  Nicholson    1914

Les valeurs pour les petites lunes sont approximatives.

Anneaux de Jupiter

            Distance   Largeur Masse
Anneau     (km)        (km)    (kg)
---------  -------   -------   ------
Halo        100000     22800    ?
Principal   122800      6400    1e13
Ténu        129200    850000    ?

(la distance est à partir du centre de Jupiter jusqu'au bord intérieur de l'anneau)

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Bill Arnett; dernière mise à jour: 5 juin 1997


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