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LA PLANÈTE JUPITER
Jupiter
est la cinquième planète du Système solaire, et fait partie,
avec Saturne, Uranus et Neptune, des géantes gazeuses. Son
orbite, située entre celles de Mars et de Saturne, est inclinée
de 1°18' par rapport au plan de l'écliptique. Sa distance au
Soleil est de 740 880 000 km au périhélie (point le plus
proche) et de 815 920 000 km à l'aphélie (point le plus éloigné),
soit en moyenne 5,2 fois la distance Terre Soleil. Jupiter est
la plus grosse planète du Système solaire (diamètre : 142 700
km, soit 11 fois celui de la Terre).
Elle tourne autour d'elle-même en un peu moins de 10 heures et
décrit son orbite en 11 ans et 315 jours (année jovienne).
Elle
est recouverte de nuages disposés en bandes sombres et en zones
claires parallèles à l'équateur, avec une tache caractéristique
rouge située dans la zone tempérée sud.
L'atmosphère
de Jupiter représente 12% du rayon de la planète. Elle est
composée principalement d'hydrogène (86 %) et d'hélium (14
%). Elle contient également des traces de méthane, de vapeur
d'eau, d'ammoniac, et de faibles quantités de carbone, d'éthane,
de sulfure d'hydrogène, de néon, d'oxygène, de phosphine et
de sulfures. La couche la plus extérieure de l'atmosphère
contient des cristaux d'ammoniac gelé. La composition atmosphérique
de Jupiter est très proche de la nébuleuse solaire à ses
origines. Saturne possède une composition similaire, alors que
les atmosphères d'Uranus et de Neptune comportent beaucoup
moins d'hydrogène et d'hélium.
La
pression atmosphérique à la surface égale 100 fois celle de
la Terre. Sa température est de -150°C. Elle serait de -175°C
si la planète n'était chauffée que par le Soleil : Elle l'est
également par sa propre contraction sous l'effet des forces de
gravitation (Jupiter n'ayant pas encore atteint son diamètre
final). Cette énergie interne serait à l'origine des fortes
turbulences observées dans les bandes nuageuses. Jupiter est le
siège d'un champ magnétique intense qui provoque des émissions
radioélectriques.
Jupiter
possède la vitesse de rotation la plus élevée de toutes les
planètes de Système solaire, faisant un tour sur son axe en
moins de dix heures, ce qui est dû à un fort aplatissement équatorial
de la planète.
L'intense
champ gravitationnel de la planète est utilisé pour fournir
une forte impulsion (effet Jupiter) aux sondes spatiales qui
s'en approche suffisamment ; l'effet Jupiter, qui a permis à
Voyager 2 de survoler ultérieurement Saturne, Uranus et
Neptune, a également propulsé en dehors du plan de l'écliptique
la sonde européenne Ulysse qui ensuite survola le pôle Sud du
Soleil de juin à octobre 1994.
Les
romains ont nommé la planète d'après leur dieu Jupiter. Il était
aussi appelé Jove, qui a donné l'adjectif jovien.
VIDÉO
DE LA ROTATION DE JUPITER
CLIQUEZ
ICI
(
VIDÉO MPG 841 KO )
LES
SATELLITES
Jupiter
possède à ce jour au moins 63 satellites . Ils portent des noms
de filles ou d'amantes de Zeus. Les plus gros ont la taille de
planètes et sont nommés galiléens car découverts par Galilée
en 1610. Par ordre de distance croissante à la planète, on
trouve : Io, Europe, Ganymède (qui est plus grand que Mercure)
et Callisto.
| IO |
EUROPE |
GANYMÈDE |
CALLISTO |
Les
autres satellites, plus petits, sont, par ordre de distance
croissante à la planète : Métis, Adrastée, Amalthée, Thébé,
Léda, Himalia, Lysithée, Elara, Ananké, Carme, Pasiphaé et
Sinopé.
En
1999, un nouveau satellite a été découvert : Callirrhoé
(S/1999/J1). Puis onze ont été découverts en 2000 : Thémisto,
Kalyké, Iocasté, Érinomé, Harpalyké, Isonoé, Praxidiké, Mégaclité,
Taygèté, Chaldéné (S/2000 J1 à J10) et S/2000 J11.
Fin
2001, douze nouveaux satellites ont été découverts : Autonoé,
Thyoné, Hermippé, Eurydomé, Spondé, Pasithée, Euanthé, Calé,
Orthosie, Euporie et Aitné (S/2001 J1 à J11).
En
2002, un satellite a été découvert : Arché (S/2002 J1).
En
2003, vingt-trois nouveaux satellites ont été découverts :
S/2003 J1 à J23, portant leur nombre total à soixante-trois.
Les
satellites de Jupiter ont également fait l'objet de nombreuses
découvertes (comme celle de volcans en activité sur Io).
Photos
: NASA/JPL
LA
GRANDE TÂCHE ROUGE
Jupiter
possède un énorme cyclone à sa surface, c’est la fameuse
tache rouge de Jupiter. Elle a été découverte il y a 300 ans
par Cassini (ou Robert Hooke selon certains). Ce cyclone mesure
12 000 x 25 000km, soit l’équivalent de 2 Terres
D’une
manière générale, les planètes gazeuses possèdent de
grandes tempêtes de vent (+ de 600km/h), glissant le long de
larges bandes de latitude, soufflant dans le sens contraire de
chaque bande adjacente. Ces bandes ont des couleurs souvent légèrement
différentes, mais ce n’est cette fois pas l’altitude qui défini
ces couleurs, mais de légères différences de température.
Ainsi, pour les différencier, on appelle « zone » les bandes
claires et «ceintures » les bandes plus sombres.
Cette
image prise par Voyager 2 en juillet 1979 montre la Grande Tache
rouge et la ceinture sud équatoriale se prolongeant dans la région
équatoriale. Sur la droite se présente une transition de matériaux
entre la ceinture sud équatoriale et la zone équatoriale. Les
nuages dans la zone équatoriale sont plus diffus et ne présentent
pas les structures vues en d'autres endroits. Une structure
complexe est évidente dans la grande tache rouge.
La
Grande Tâche Rouge
Les
Bandes de Jupiter
STRUCTURE
INTERNE
Dans
l'état actuel des choses, les connaissances sur la composition
planétaire de Jupiter sont relativement spéculatives et ne
reposent que sur des mesures indirectes. Selon l'un des modèles
proposés, Jupiter ne possèderait aucune surface solide, la
densité augmentant progressivement vers le centre de la planète.
Alternativement, Jupiter pourrait être composé d'un noyau
rocheux (silicates et fer) comparativement petit (mais néanmoins
de la taille de la Terre et de 10 à 15 fois la masse de
celle-ci), entouré d'hydrogène en phase métallique qui occupe
78% du rayon de la planète. Cet état serait liquide, un peu à
la manière du mercure. Il est dénommé ainsi car la pression
est telle que les atomes d'hydrogène s'ionisent, formant un matériau
conducteur. Cet hydrogène métallique est lui-même entouré
d'hydrogène liquide, à son tour entouré d'hydrogène gazeux.
Des
expériences ayant montré que l'hydrogène ne change pas de
phase brusquement (à la différence de l'eau, par exemple), il
n'y aurait pas de délimitation claire entre ces différentes
phases, ni même de surface à proprement parler; quelques
centaines de kilomètres en dessous de la plus haute atmosphère,
la pression provoquerait une condensation progressive de
l'hydrogène sous forme d'un brouillard de plus en plus dense
qui formerait finalement une mer d'hydrogène liquide. Entre 20
000 et 40 000 km de profondeur, l'hydrogène liquide cèderait
la place à l'hydrogène métallique de façon similaire. Des gouttelettes
d'hélium et de néon se précipiteraient vers le bas à travers
ces couches, appauvrissant la haute atmosphère en ces éléments.
Les
énormes pressions générées par Jupiter provoquent des températures
élevées à l'intérieur de la planète, par un mécanisme de
compression gravitationnelle . On pense que la température de
la région où l'hydrogène devient métallique est de l'ordre
de 10 000 K et la pression 200 GPa. La température à la frontière
du noyau serait de l'ordre de 36 000 kelvin et la pression à
l'intérieur d'environ 3 000 à 4 500 GPa . Si Jupiter avait été
27 fois plus massive, la température au centre du noyau aurait
été suffisante pour qu'il y ait la fusion de l'hydrogène, et
Jupiter serait devenue une étoile ; d'ailleurs la plus
petite naine rouge connue est seulement 30% plus volumineuse que
Jupiter.
L'inclinaison
de l'axe de Jupiter fait que ses pôles reçoivent moins d'énergie
du Soleil que sa région équatoriale. Ceci causerait d'énormes
mouvements de convection à l'intérieur des couches liquides et
serait ainsi responsable des forts mouvements des nuages dans
son atmosphère.
LES
ANNEAUX DE JUPITER
En
1978, les sondes américaines Voyager 1 et 2 sont passées au
voisinage de Jupiter, révélant la présence de fins anneaux de
matière autour de la planète. Le bord extrême de l'anneau
principal, épais de 1 km et large de 6500 km, est à 57 000 km
au-delà des plus hauts nuages de l'atmosphère jovienne.
Jupiter
possède une système d'anneaux relativement simple, constitué
de trois parties. Au plus près de la planète se trouve le Halo
intérieur, qui est fait de fines particules de poussières.
Ensuite se trouve l'Anneau Principal, qui est le plus brillant.
A l'extérieur, se trouvent deux anneaux Gossamer (très légers),
nommés Amalthée et Thébé, comme les deux petits satellites
du système d'anneaux.
La
découverte des anneaux de Jupiter fût complètement inattendue
: Deux scientifiques travaillant sur la mission Voyager 1 suggérèrent
que la sonde les verrait s'ils existaient. Les autres membres de
l'équipe pensaient que les chances que Jupiter ait un système
d'anneaux étaient pratiquement nulles. Ce fut donc une grande
surprise quand ils apparurent à la caméra.
Les
anneaux de Jupiter sont dynamiques. Ils sont formés par les
impacts de micrométéorites avec les satellites intérieurs,
les particules éjectées retombant vers la planète.
Schéma
des anneaux
- Halo :
entre 92 000 km et 122 500 km du centre de la planète. Le
halo est un anneau en forme de tore, élargi par le champ
magnétique de Jupiter.
- Anneau Principal :
entre 122 500 km et 128 940 km du centre de Jupiter et épais
de seulement 30 km. Il est probablement composé de poussières
provenant des satellites Adrastée et Métis.
- Anneau Gossamer :
entre 128 940 km et 280 000 km du centre. Avant 181 350, il
est constitué de poussières provenant d'Amalthée. Après,
elles proviennent de Thébé. Cet anneau est très peu dense
(gossamer signifie « gaze » en anglais),
nettement plus épais que le précédent (plusieurs milliers
de km) et s'évanouit progressivement dans le milieu
interplanétaire.
AURORES
SUR JUPITER
Jamais
le pôle magnétique Nord de Jupiter n'avait été vu aussi
nettement. Le 26 novembre 1998, celui-ci était idéalement
orienté pour que le télescope spatial puisse prendre l'étonnant
cliché en ultraviolet ci-dessous. Les aurores boréales
produites par la collision des particules chargées du vent
solaire dans la haute atmosphère jovienne apparaissent le long
d'un cercle d'émergence des lignes de force magnétiques. Près
du bord gauche de la planète, au centre et dans la partie inférieure
droite, se trouvent des aurores crées par la matière arrachée
respectivement à Io, Ganymède et Europe. Entre le 14 et le 31
décembre 2000, le télescope Hubble a été employé à des
observations similaires, conjointement aux sondes Galileo et
Cassini qui se trouvaient alors dans la banlieue jovienne.
Ciel
& Espace
Février 2001
Aurores
De Jupiter
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