{"id":252,"date":"2018-02-16T22:21:38","date_gmt":"2018-02-16T21:21:38","guid":{"rendered":"https:\/\/www.stelvision.com\/astro\/?page_id=252"},"modified":"2023-04-28T09:08:49","modified_gmt":"2023-04-28T07:08:49","slug":"jupiter-les-dernieres-decouvertes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.stelvision.com\/astro\/jupiter-les-dernieres-decouvertes\/","title":{"rendered":"Jupiter : les derni\u00e8res d\u00e9couvertes"},"content":{"rendered":"\n

Jupiter impressionne par ses dimensions et les temp\u00eates qui ne cessent de faire rage \u00e0 sa surface. La g\u00e9ante gazeuse est observ\u00e9e par les astronomes depuis l\u2019Antiquit\u00e9, pourtant, beaucoup d\u2019inconnues subsistent quant \u00e0 sa nature et \u00e0 celles de ses lunes. Des myst\u00e8res que la mission am\u00e9ricaine Juno commence \u00e0 \u00e9lucider, bient\u00f4t compl\u00e9t\u00e9e par JUICE l\u2019europ\u00e9enne.<\/p>\n\n\n

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Photo-montage NASA\/JPL montrant l’arriv\u00e9e de la sonde Juno \u00e0 proximit\u00e9 de Jupiter.<\/p>\n

Jupiter, la colossale<\/h2>\n

Jupiter est une plan\u00e8te g\u00e9ante gazeuse. Majoritairement compos\u00e9e de gaz (95%), notamment d\u2019h\u00e9lium et d\u2019hydrog\u00e8ne qui sont des gaz l\u00e9gers, elle est pourtant plus massive que toutes les plan\u00e8tes du Syst\u00e8me solaire r\u00e9unies (1,9×1027<\/sup>kg). Son volume lui, \u00e9quivaut \u00e0 1321 fois celui de la Terre… Du nom du Dieu des dieux romain Jupiter \u2013 Zeus dans la mythologie grecque \u2013 elle est la cinqui\u00e8me plus \u00e9loign\u00e9e du Soleil apr\u00e8s Mercure, V\u00e9nus, la Terre et Mars, \u00e0 780 millions de kilom\u00e8tres de notre \u00e9toile.<\/p>\n

Bien que Jupiter soit connue depuis l\u2019Antiquit\u00e9, beaucoup d\u2019incertitudes planent toujours sur sa structure et sa composition. Au vu des connaissances actuelles, l\u2019astre serait constitu\u00e9 d\u2019une fine atmosph\u00e8re gazeuse (1000 km d\u2019\u00e9paisseur) riche en hydrog\u00e8ne mol\u00e9culaire (86%) et en mol\u00e9cules d\u2019h\u00e9lium (13%). On y trouve de denses nuages aux teintes marron, rouge et blanches, dues \u00e0 la pr\u00e9sence d\u2019ammoniac. Puis, la temp\u00e9rature et la pression augmentant avec la profondeur, l’hydrog\u00e8ne se condenserait progressivement sous la forme d’un brouillard de plus en plus \u00e9pais, se transformant finalement en une mer d’hydrog\u00e8ne mol\u00e9culaire liquide pauvre en h\u00e9lium, localis\u00e9e entre la partie basse de l\u2019atmosph\u00e8re gazeuse et environ 10 000 km de profondeur.<\/p>\n

Entre 10 000 km et 60 000 km, o\u00f9 la temp\u00e9rature d\u00e9passe 20 000 \u00b0C et la pression atteint 40 millions d’atmosph\u00e8res terrestres, on trouverait ensuite de l\u2019hydrog\u00e8ne m\u00e9tallique liquide, un peu comme du mercure. En effet, la tr\u00e8s forte pression casse les mol\u00e9cules d\u2019hydrog\u00e8ne, leur faisant perdre un ou plusieurs \u00e9lectrons et les transformant ainsi en esp\u00e8ces chimiques charg\u00e9es : des ions. Ce processus appel\u00e9 ionisation octroie au gaz les propri\u00e9t\u00e9s d\u2019un m\u00e9tal conducteur, d\u2019o\u00f9 le nom d\u2019hydrog\u00e8ne m\u00e9tallique, dans lequel les \u00e9lectrons peuvent ais\u00e9ment se d\u00e9placer et former un courant \u00e9lectrique. C\u2019est cette couche qui serait \u00e0 l\u2019origine du champ magn\u00e9tique de Jupiter, le plus puissant des huit plan\u00e8tes du Syst\u00e8me solaire. Enfin, au centre de la plan\u00e8te, les recherches en cours pointent vers l\u2019existence d\u2019un noyau solide constitu\u00e9 de roche (silicate et nickel) ou de glace, de masse \u00e9quivalente \u00e0 environ trois fois celle de la Terre.<\/p>\n

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Structure interne de Jupiter . Le zoom \u00e0 droite montre le comportement suppos\u00e9 du gaz : dans la zone convective, ses mouvements sont dus \u00e0 des diff\u00e9rences de temp\u00e9rature verticales ou horizontales; dans la zone radiative, \u00e0 ses interactions avec le champ \u00e9lectromagn\u00e9tique de Jupiter. Cr\u00e9dit : Nasa<\/p><\/div>\n

Les satellites de Jupiter<\/h2>\n

Autour de Jupiter, gravitent 67 satellites naturels, dont 53 ont un nom. Les quatre plus imposants sont Io, Europe, Ganym\u00e8de et Callisto. Ces astres sont surnomm\u00e9s lunes galil\u00e9ennes en r\u00e9f\u00e9rence au physicien Galil\u00e9e qui les d\u00e9couvrit en 1610 par observation \u00e0 la lunette, instrument qu\u2019il a \u00e9t\u00e9 le tout premier \u00e0 braquer vers le ciel.<\/p>\n

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Montage repr\u00e9sentant les quatre principales lunes de Jupiter, dans l\u2019ordre de haut en bas : Io, Europe, Ganym\u00e8de et Callisto. Les \u00e9chelles de taille sont respect\u00e9es. Cr\u00e9dit : Nasa<\/p><\/div>\n

Io est la lune la plus proche de Jupiter \u00e0 420 000 km de la plan\u00e8te. Avec plus de 400 volcans en activit\u00e9, le satellite est l’objet le plus actif du Syst\u00e8me Solaire ! Contrairement \u00e0 beaucoup d\u2019autres lunes qui poss\u00e8dent une \u00e9paisse couche de glace, Io la montagneuse est essentiellement compos\u00e9e de roches silicat\u00e9es entourant un noyau. Sa surface est recouverte de soufre et de dioxyde de soufre, ce qui lui donne sa couleur jaune orang\u00e9.<\/p>\n

Europe est la plus petite des quatre lunes galil\u00e9ennes, et peut-\u00eatre pourtant la plus int\u00e9ressante. Elle poss\u00e8de la surface la plus lisse du Syst\u00e8me solaire, enti\u00e8rement recouverte de glace. Et bien que sa temp\u00e9rature de surface soit au maximum de \u2212150 \u00b0C, les donn\u00e9es fournies par la sonde am\u00e9ricaine Galileo \u00e0 la fin des ann\u00e9es 1990 ont permis de d\u00e9terminer qu’il existait probablement un oc\u00e9an d’eau liquide de composition proche de celle des oc\u00e9ans terrestres sous sa surface glac\u00e9e. Ceci fait d\u2019Europe un des meilleurs candidats \u00e0 la pr\u00e9sence de vie extraterrestre dans notre Syst\u00e8me Solaire. C\u2019est pourquoi la Nasa a \u00e9labor\u00e9 la mission Europa Clipper, d\u00e9di\u00e9e \u00e0 l\u2019\u00e9tude de ce satellite. Mais le projet est complexe. Estim\u00e9 \u00e0 2 milliards de dollars sans le lanceur, il est pour l\u2019instant trop lourd pour le budget de l\u2019agence spatiale am\u00e9ricaine…<\/p>\n

Troisi\u00e8me lune galil\u00e9enne \u00e0 1 million de kilom\u00e8tres de sa plan\u00e8te, Ganym\u00e8de est le satellite le plus volumineux de Jupiter, et du Syst\u00e8me solaire. Avec ses 5 268 km de diam\u00e8tre, son volume d\u00e9passe celui de la plan\u00e8te Mercure. Constitu\u00e9 pour moiti\u00e9 de roches silicat\u00e9es et pour autre moiti\u00e9 de glace d\u2019eau, il ne repr\u00e9sente pourtant que 45% de la masse de Mercure. D\u2019apr\u00e8s les donn\u00e9es de la mission Galileo, Ganym\u00e8de poss\u00e9derait lui aussi un oc\u00e9an d\u2019eau liquide souterrain sal\u00e9e. Derni\u00e8re et quatri\u00e8me grosse lune du syst\u00e8me jovien, Callisto est le plus \u00e9loign\u00e9 des quatre satellites galil\u00e9ens et se compose \u00e0 50% de glace. Toujours d\u2019apr\u00e8s Galileo, il poss\u00e9derait un oc\u00e9an d\u2019eau liquide \u00e0 plus de 100 km de profondeur.<\/p>\n

L\u2019exploration jovienne au point mort… jusqu\u2019\u00e0 Juno<\/h2>\n

Les premiers survols de Jupiter ont \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9s dans les ann\u00e9es 1970 par les sondes Pioneer 10 et Pioneer 11 qui fournissent les premi\u00e8res photos d\u00e9taill\u00e9es de la g\u00e9ante gazeuse et de ses lunes. Durant leur voyage vers l\u2019ext\u00e9rieur du Syst\u00e8me solaire, Voyager I et II permettent une \u00e9tude plus pouss\u00e9e d\u2019Io, Europe, Ganym\u00e8de et Callisto et d\u00e9couvrent que Jupiter poss\u00e8de de tr\u00e8s fins anneaux, constitu\u00e9s de particules de poussi\u00e8res. Puis, entre 1995 et 2003, ce sont les 22 instruments de la mission Galileo de la Nasa qui permettent d\u2019\u00e9tudier le syst\u00e8me jovien.<\/p>\n

Mais les ann\u00e9es passent, et les connaissances sur la g\u00e9ante gazeuse stagnent. Jusqu’en 2016, le seul engin spatial \u00e0 s’\u00eatre plac\u00e9 en orbite autour de Jupiter \u00e9tait la sonde Galileo… C\u2019est la Nasa qui relance l\u2019exploration avec la mission spatiale Juno. Lanc\u00e9e le 5 ao\u00fbt 2011, elle orbite autour de Jupiter depuis le 5 juillet 2016. Elle a d\u00e9j\u00e0 r\u00e9alis\u00e9 plus de 30 bas survols de la plan\u00e8te, fr\u00f4lant pour la premi\u00e8re fois les p\u00f4les de Jupiter \u00e0 environ 10 000 km et son \u00e9quateur \u00e0 5000 km d\u2019altitude. La mission doit recueillir des donn\u00e9es dans l’environnement jovien au moins jusqu’en septembre 2025.<\/p>\n

Juno doit permettre de cartographier les puissants champs gravitationnels et magn\u00e9tiques de Jupiter pour d\u00e9terminer sa structure interne, et mesurer la quantit\u00e9 d’eau et d’ammoniaque dans sa basse atmosph\u00e8re pour v\u00e9rifier si la plan\u00e8te poss\u00e8de bien un noyau. La mission s\u2019int\u00e9resse aussi \u00e0 la magn\u00e9tosph\u00e8re jovienne et aux aurores qui se produisent au niveau des p\u00f4les.<\/p>\n

NB : <\/em>l<\/em>a magn\u00e9tosph\u00e8re <\/em>est une sorte de bulle qui entoure une plan\u00e8te et dans laquelle tous les ph\u00e9nom\u00e8nes physiques sont domin\u00e9s par le champ magn\u00e9tique de cette plan\u00e8te. Celle de la Terre nous prot\u00e8ge des vents solaires, ces flux d\u2019ions et d\u2019\u00e9lectrons g\u00e9n\u00e9r\u00e9s dans la haute atmosph\u00e8re du Soleil et nocifs pour la vie<\/em>. <\/em><\/p>\n

Des ph\u00e9nom\u00e8nes 6000 fois plus intenses que les aurores bor\u00e9ales et australes observables sur Terre ! La combinaison de toutes ces donn\u00e9es devrait permettre de d\u00e9terminer le processus de formation de la g\u00e9ante gazeuse et ainsi pr\u00e9ciser les mod\u00e8les de formation du Syst\u00e8me solaire. En effet, les scientifiques pensent que Jupiter a \u00e9t\u00e9 la premi\u00e8re plan\u00e8te de notre Syst\u00e8me solaire \u00e0 se former, juste apr\u00e8s le Soleil, il y a 4,6 milliards d’ann\u00e9es, mais ignorent pr\u00e9cis\u00e9ment comment.<\/p>\n

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La mission am\u00e9ricaine Juno a notamment pour but d\u2019\u00e9tudier la magn\u00e9tosph\u00e8re de Jupiter. Les particules du vent solaire arrivent par la gauche de l\u2019image sur la g\u00e9ante gazeuse. Pi\u00e9g\u00e9es par son champ magn\u00e9tique, elles voyagent le long des lignes de champ (en bleu transparent) jusqu\u2019aux p\u00f4les. Leurs interactions avec les mol\u00e9cules de la haute atmosph\u00e8re jovienne cr\u00e9ent des aurores polaires. Cr\u00e9dits : Illustration Jaxa. Vue globale de Jupiter NASA\/CXC\/UCL\/W.Dunn et al (rayons X) et NASA\/STScI (optique)<\/p><\/div>\n

Juno : premiers r\u00e9sultats<\/h2>\n

La cam\u00e9ra de la mission Juno, JunoCam imager, a pris en 2017 des photos tr\u00e8s d\u00e9taill\u00e9es de la surface de Jupiter en particulier de la Grande Tache rouge (voir plus loin) et des r\u00e9gions polaires. Les chercheurs viennent notamment de d\u00e9couvrir que les p\u00f4les sont en fait recouverts d\u2019impressionnantes temp\u00eates de tailles comparables \u00e0 la Terre, et coll\u00e9es les unes aux autres. Ils tentent aujourd\u2019hui de d\u00e9terminer comment elles se forment, et surtout si elles vont finir par dispara\u00eetre pour laisser place \u00e0 d\u2019autres, ou bien tourbillonner \u00e0 l\u2019infini dans un syst\u00e8me dynamique stable.<\/p>\n

En outre, d\u2019apr\u00e8s les premi\u00e8res observations de Juno, les processus \u00e0 l’\u0153uvre dans la cr\u00e9ation des aurores polaires seraient tr\u00e8s diff\u00e9rents de ceux de la Terre. De son c\u00f4t\u00e9, le radiom\u00e8tre embarqu\u00e9 indique que la quantit\u00e9 d\u2019ammoniac dans l’atmosph\u00e8re de Jupiter augmente avec la profondeur, jusqu\u2019\u00e0 plusieurs centaines de kilom\u00e8tres, o\u00f9 la port\u00e9e de l\u2019instrument atteint sa limite.<\/p>\n

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L\u2019h\u00e9misph\u00e8re sud de Jupiter fin octobre 2017 \u00e0 33 000 km d\u2019altitude. Image trait\u00e9e \u00e0 partir des donn\u00e9es brutes de la cam\u00e9ra JunoCam imager embarqu\u00e9e dans la sonde Juno. L\u2019ovale blanc de droite surnomm\u00e9 \u00ab\u00a0perle\u00a0\u00bb est en fait une gigantesque temp\u00eate \u00e0 l’int\u00e9rieur de laquelle le vent tourne dans le sens antihoraire. Il en existe en ce moment huit autour de la plan\u00e8te qui forment une sorte de \u00ab\u00a0collier\u00a0\u00bb. Cr\u00e9dit : NASA\/JPL-Caltech\/SwRI\/MSSS\/Gerald Eichst\u00e4dt\/ Se\u00e1n Doran<\/p><\/div>\n

De plus, l’intensit\u00e9 du champ magn\u00e9tique de Jupiter, qui a pu \u00eatre mesur\u00e9e avec pr\u00e9cision avec un magn\u00e9tom\u00e8tre, atteint 7,766 Gauss. Cette valeur est 10 fois sup\u00e9rieure au plus fort champ magn\u00e9tique enregistr\u00e9 sur Terre et d\u00e9passe tous les pronostiques, confirmant ainsi que Jupiter poss\u00e8de bien le magn\u00e9tisme le plus puissant du Syst\u00e8me solaire. D\u2019autre part, le champ magn\u00e9tique appara\u00eet irr\u00e9gulier, plus intense en certains endroits et moins dans d\u2019autres. Les scientifiques en on d\u00e9duit que l\u2019effet dynamo qui g\u00e9n\u00e8re le magn\u00e9tisme de Jupiter aurait lieu plus proche de la surface de la plan\u00e8te que pr\u00e9vu. Jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent, les chercheurs pensaient que l\u2019effet dynamo de Jupiter avait lieu dans la couche d’hydrog\u00e8ne m\u00e9tallique, plus en profondeur que ce qu\u2019indiquent les fra\u00eeches donn\u00e9es de Juno…<\/p>\n

Note bene : la dynamo terrestre correspond aux mouvements rapides des alliages de fer et de nickel en fusion dans la partie liquide du noyau de notre plan\u00e8te, qui agissent, en premi\u00e8re approximation, comme un aimant, et g\u00e9n\u00e8rent un champ magn\u00e9tique : le champ magn\u00e9tique terrestre. Sur Jupiter, l\u2019hydrog\u00e8ne m\u00e9tallique pourrait selon certaines hypoth\u00e8ses \u00eatre responsable de cet effet.<\/em><\/p>\n

La Grande Tache rouge<\/h2>\n

Un des \u00e9l\u00e9ments les plus embl\u00e9matiques de Jupiter est la Grande Tache rouge. Elle correspond en r\u00e9alit\u00e9 \u00e0 une temp\u00eate g\u00e9ante comparable \u00e0 un ouragan. Juno a survol\u00e9 cet \u00ab \u0153il de Jupiter \u00bb d\u00e9couvert en 1665 par le Fran\u00e7ais Jean-Dominique Cassini, \u00e0 environ 9000 km d’altitude, autrement dit de tr\u00e8s pr\u00e8s.<\/p>\n

Elle a d\u00e9termin\u00e9 que le cyclone mesurait environ 16 000 km, soit 1,3 fois le diam\u00e8tre de la Terre !<\/p>\n

Toutefois, l\u2019information principale pour laquelle les scientifiques n\u2019avaient encore aucune estimation concerne la profondeur de la temp\u00eate. Ainsi, l\u2019 \u00ab \u0153il  de Jupiter \u00bb serait 50 \u00e0 100 fois plus profond que les oc\u00e9ans terrestres, et plus chaud \u00e0 sa base qu\u2019au sommet. Ses vents, qui peuvent atteindre les 700 km\/h, sont dus \u00e0 cette diff\u00e9rence de temp\u00e9rature.<\/p>\n

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Sur la gauche, la Grande Tache rouge de Jupiter. Image trait\u00e9e \u00e0 partir des donn\u00e9es brutes de la cam\u00e9ra JunoCam imager embarqu\u00e9e dans la sonde Juno. Cr\u00e9dit image : NASA\/JPL-Caltech\/SwRI\/MSSS\/Gerald Eichst\u00e4dt \/Se\u00e1n Doran<\/p><\/div>\n

JUICE, l\u2019europ\u00e9enne<\/h2>\n

Avec un lancement pr\u00e9vu en juin 2022, la mission de l\u2019Esa Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) rejoindra Juno dans l’environnement jovien en 2029. Elle observera Jupiter, et surtout ses trois plus grands satellites Europe, Ganym\u00e8de et Callisto, qui renfermeraient chacun un oc\u00e9an sous une cro\u00fbte solide.<\/p>\n

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La mission europ\u00e9enne JUICE doit arriver dans l\u2019environnement de Jupiter et de ses lunes en 2029. Cr\u00e9dit : Esa\/AOES<\/p><\/div>\n

La mission JUICE doit survoler Europe et Callisto entre 2030 et 2031 avant de se placer en orbite autour de Ganym\u00e8de en d\u00e9cembre 2032, pour une \u00e9tude plus approfondie de cette lune qui se d\u00e9marque par son champ magn\u00e9tique notable. Le radar embarqu\u00e9 Radar for Icy Moons Exploration (RIME) est un des instruments les plus fondamentaux de la mission car il sera capable de sonder \u00e0 travers la glace, une capacit\u00e9 fondamentale pour mesurer l\u2019\u00e9paisseur de la cro\u00fbte glac\u00e9e des lunes galil\u00e9ennes et d’\u00e9tudier leurs potentiels oc\u00e9ans subglaciaires.<\/p>\n

JUICE est la premi\u00e8re sonde spatiale europ\u00e9enne \u00e0 destination d\u2019une des plan\u00e8tes du Syst\u00e8me solaire externe. Finalement, son but est de d\u00e9terminer si des conditions propices \u00e0 l’\u00e9mergence \u00e0 la vie sont pr\u00e9sentes dans les oc\u00e9ans d’Europe, Ganym\u00e8de et Callisto. La sonde spatiale s’int\u00e9ressera aussi \u00e0 l’atmosph\u00e8re et \u00e0 la magn\u00e9tosph\u00e8re de Jupiter.<\/p>\n

Quand observer Jupiter ?<\/h2>\n

Visible \u00e0 l’\u0153il nu dans le ciel nocturne, Jupiter est habituellement le quatri\u00e8me objet le plus brillant de la vo\u00fbte c\u00e9leste, apr\u00e8s le Soleil, la Lune et V\u00e9nus. Parfois, Mars appara\u00eet plus lumineuse que Jupiter et, de temps en temps, Jupiter appara\u00eet plus lumineuse que V\u00e9nus. Tout compte fait, la g\u00e9ante gazeuse est bien visible pendant une bonne partie de l\u2019ann\u00e9e. Tous les d\u00e9tails sur notre page d\u00e9di\u00e9e Observer Jupiter<\/a>.<\/p>\n

Bonus: longez dans la Grande Tache rouge de Jupiter avec cette vid\u00e9o<\/strong><\/h2>\n