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QUATRE PRINCIPAUX SATELLITES DE JUPITER
       
 Distance "000 km" (1):  778 300  Diamètre (km):  142 984
 Révolution (2):  11,87 an  Diamètre (Terre=1):  11,21
 Rotation (3):  10 hrs  Densité g -cm 3 (6):  1,31
 Inclinaison équateur (4):  30,07'
 Vitesse orbitale moyenne (Km.s-1):  13,1
 Excentricité de l'orbite:  0,050
 Vitesse de libération (Km.s-1):  60,2
 Inclinaison écliptique (5):  10,18'
 Masse (Terre=1):  317,9
 Albedo:  52%
 Masse (kg):  1,900e+27
 Distance moyenne du Soleil (Terre=1):  5,2028
 Gravitation en surface à l'équateur (m/sec^2):  22,88
   
 Température moyenne des nuages:  -1210C
 Température maximum à la surface:



 -630C



 Satellites répertoriés (voir plus bas)
 Anneaux (voir plus bas)



 41
 7



 Composition atmosphérique:
 Hydrogène:
 Hélium:
 90%
 10%
 (1) Distance moyenne du Soleil  (5) Inclinaison de l'orbite sur l'écliptique
 (2) Durée d'une révolution autour du soleil  (6) Densité (eau = 1) g /cm 3 : gramme par centimètre
 (3) Période de rotation sidérale  R = Sens rétrograde
 (4) Inclinaison de l'équateur sur l'orbite

SA PERSONNALITÉ ...

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). Jupiter 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 (Mars est parfois plus brillante). Elle 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 (connues comme les lunes galiéennes) 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.

NOUS L'AVONS VISITÉ ...

Elle a été visitée pour la première fois par Pioneer 10 en 1973 et plus tard par Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2, Ulysses et Galileo.

SA COMPOSITION ...

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. 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 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.

L'INTRIGANT POINT ROUGE ...

(Photo de droite) Alors que les astronomes du 17e siècle ont pointé leurs télescopes vers Jupiter ils ont noté un important point rougeâtre sur la planète géante. Cet énorme point rouge est toujours présent dans l'atmosphère de Jupiter après plus de 300 ans. Nous savons maintenant qu'il s'agit d'une énorme tempête qui se comporte comme un cyclone. À la différence d'un ouragan causé par une basse pression atmosphérique dans la mer des Caraïbes, cet énorme point rouge nous montre un système de haute pression tournant dans le sens contraire des aiguilles d'une montre à une vitesse d'environ 432 km.

Cette tache rouge est la plus grande actuellement connue dans notre système solaire. Elle a un diamètre de 24 640 km (15, 400 milles). Cette dimension représente presque le double du diamètre de la terre et un sixième de celui de Jupiter. Le point rouge change de parfois sa forme, sa grandeur et sa couleur de façon spectaculaire. Ces changements sont démontrés dans ces images prisent par le télescope spatial Hubble.

(Credit: L'équipe de Hubble Heritage (STScI/AURA/NASA) et Amy Simon (Cornell U.)).

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.

CE QUE NOUS SAVONS DE SON INTÉRIEUR ...

Notre connaissance de l'intérieur de Jupiter est très indirecte et risque de le rester pour longtemps. Les données recueillies par la sonde atmosphérique de Galileo s'étendent 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. Cependant le point d'entrée de la sonde 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 GALILEO ...

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.

(Photo de gauche) Cette image a été prise par le télescope spatial Hubble alors que la planète Jupiter se trouvait à 854 400 000 km de la Terre. Les flèches nous montrent l'endroit ou la sonde spatiale Galileo devait entrer en contact avec l'atmosphère de Jupiter le 7 décembre 1995. À cette latitude, les vents d'Est peuvent atteindre une vélocité de 400 km. La tache ovale se trouvant au nord de la sonde se déplace vers l'Ouest à une vitesse d'environ 20 km. Elle roule dans les vents qui prennent de l'ampleur à l'approche de l'équateur.

Les quatre images agrandies de la région équatoriale de Jupiter nous montrent, au centre de chacune de ces images, des nuages se déplaçant en travers du site d'entrée de la sonde Galileo. Un petit point blanc indique l'endroit probable de l'entrée de la sonde dans l'atmosphère de Jupiter.

(Credit: Reta Beebe (New Mexico State University), et la NASA)
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L'ACTIVITÉ DE SON ATMOSPHÈRE ...

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.

UN NUAGE LUMINEUX ...

(Photo de droite) Cette photo prise par le télescope spatial Hubble nous montre un nuage de gaz lumineux enlacé autour du pôle Nord de la planète Jupiter à la manière d'un lasso. Ce nuage lumineux, appelé "aurora", ce produit lorsque des électrons, à forte charge d'énergie, circulent à haute vitesse le long du champ magnétique de la planète, dans la haute atmosphère. Les électrons excitent les gaz atmosphériques causant cet effet lumineux.

Nous retrouvons le même phénomène au dessus de nos régions polaires sur Terre. Cette image, prise par le télescope spatial Hubble, nous montre l'emprunte lumineuse de trois des plus grande lunes de Jupiter soit: Io, Ganymede et Europa. Dans les prochains mois, l'aurore de Jupiter sera analysée par deux observatoires : Le Télescope spatial Hubble et le vaisseau spatial Cassini qui, entreprenant un voyage vers Saturne, passera près de Jupiter.

(Credit: NASA/ESA, John Clarke (Université de Michigan).

JUPITER DÉGAGE DE L'ÉNERGIE ...

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.

SON CHAMP MAGNÉTIQUE ...

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.

UNE NOUVELLE CEINTURE DE RADIATION ...

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.

ELLE POSSÈDE DES ANNEAUX ...

Jupiter possède de minces anneaux comme Saturne mais beaucoup plus petits. Ils 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'infra-rouge avec des télescopes terrestres.

Contrairement à Saturne, les anneaux de Jupiter sont sombres (leur albédo est envrion 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.

Le 5 mars 1979, au grand étonnement des astronomes, la sonde spatiale Voyager 1 découvrait près du satellite Amalthée l'existence d'un système d'anneaux autour de Jupiter. Il est infime vis-à-vis des anneaux qui encerclent Saturne (65000 x 1.5 km), avec une largeur moyenne de 6500 km et une épaisseur de l'ordre de 30 km.

CE SYSTÈME D'ANNEAUX SE
DIVISE EN TROIS PARTIES ...

L'anneau de halo qui commence 20500 km (comptés à partir du sommet des nuages supérieurs) et présente une largeur de 30500 km avec une épaisseur estimée à 20000 km. C'est la partie la plus pâle et diffuse de l'anneau. L'anneau principal situé à 51000 km, large de 6440 km pour moins de 30 km d'épaisseur. Sa masse est estimée à 1013 kg. L'anneau de Gossamer intérieur qui commence à 57440 km et présente une largeur de 52060 km. L'anneau de Gossamer extérieur qui commence à 109500 km et présente une largeur de 40000 km.

Ces anneaux sont très sombres avec un albédo proche de 0.05. Ils doivent être composés de particules solides sans glace contrairement à ceux de Saturne. Ils se composent de particules si fines qu'elles sont invisibles à l'oeil nu et se présentent comme une masse unique lorsqu'ils sont éclairés à contre-jour. Sa concentration est probablement 100000 fois plus faible que celle des anneaux de Saturne. La partie intérieur des anneaux (l'orbite de halo) est élargie en raison de l'intense champ magnétique de Jupiter.

La sonde Galileo permit de confirmer que la structure des anneaux étaient très fragiles, impliquant qu'il s'agit d'une formation, ou très récente ou qui se régénère en permanence à partir de la poussière micrométéoritique soulevée par les impacts sur les satellites galiléens. L'attraction de Jupiter est en effet telle qu'il doit exister un processus de régénération continu des anneaux qui subissent par ailleurs une forte altération en raison de la résistance atmosphérique et des effets magnétiques. D'après leur composition, il peut s'agir de débris expulsés par l'activité volcanique du satellite Io qui se trouve pratiquement à la même distance que la Lune de la Terre.

LA COMÈTE SHOEMAKER-LEVY 9 ...

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

(Photo de droite) Du 16 au 22 juillet 1994, des fragment d'un objet, connu sous le nom de la comète P/Shoemaker-Levy 9, sont entrés en collision avec la planète Jupiter. C'est la première collision observable de deux entitées du système solaire. Les impacts dans l'atmosphère de la planète Jupiter ont été tout simplement spectaculaires et au dela de tout ce que nous pouvions nous attendre. La comète Shoemaker-Levy 9 s'était d'insintégrée en environ 21 fragments visibles ayant des diamètres pouvant atteindre 2 kilomètres.

SOUVENT L'ÉTOILE LA PLUS BRILLANTE ...

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.

(Photo de gauche) Tout en recherchant des éruptions volcaniques sur "Io", satellite de Jupiter, le télescope spatial Hubble a capté ces images du satellite passant devant la face de Jupiter. Quelques semaines seulement avant la prisent de ces images, le télescope spatial Hubble avait fait une photo d'un volcan du satellite "Io" crachant un nuage de dioxyde de soufre.

(Par ces images, la NASA veut souligner le neuvième anniversaire du lancement du télescope spatial Hubble le 24 avril 1990. Ces trois photos ce chevauchant, nous montrent bien en détail, le passage de "Io" au dessus des nuages turbulents de Jupiter. La photo du bas à droite nous révèle une éruption de 200 km de hauteur, composée de dioxyde de soufre, provenant du volcan "Pillan", un des volcans actifs du satellite.

(Credits: John Spencer (Lowell Observatory) et la NASA.)

LES SATELLITES DE JUPITER ...

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

·Jupiter ralentit très lentement sa rotation à cause de la friction produite par les satellites galiléens. Les mêmes forces de marée modifient l'orbite des lunes de Jupiter en les éloignant très lentement de Jupiter.

·Io, Europe et Ganymède sont pris par les forces de marée dans une résonnance orbitale 1:2:4 et leurs orbites évoluent ensemble. Callisto fait presque partie de cette résonnace. Dans quelques centaines de millions d'années Callisto en fera définitivement partie avec une orbite deux fois plus longues que Ganymède et huit fois plus longue que Io.
 

 LES ANNEAUX DE JUPITER
 Anneaux  Distance ( km )  Largeur ( km )  Masse ( kg )
 Halo  100 000  22 800  ?
 Principal  122 800  6 400  1e13
 Ténu  129 200  850 000  ?
(la distance est à partir du centre de Jupiter jusqu'au bord intérieur de l'anneau)

 

Source : Les Neufs Planètes par Bill Arnett
Source : Le système Solaire par Jean Michel
Photos : NASA