Cela ne fait pas de mal au mystère qu'on en connaisse un petit pan. La vérité d'aujourd'hui est plus
merveilleuse encore que la fiction de jadis. Pourquoi les poètes d'aujourd'hui n'en parlent-ils pas ? Qui sont ces
poètes qui chantent Jupiter s'il ressemble à un homme, mais qui se taisent si c'est une gigantesque sphère tournoyante
de méthane et d'ammoniaque ? Richard P. Feynman
- orbite : à 778 330 000 km (5,20 UA) du Soleil
- diamètre : 142 984 km (à l'équateur)
- masse : 1.900e27 kg
- diamètre apparent : entre 32 et 47 s d'arc
5ème planète du système solaire à partir du Soleil et de loin la plus massive de ce système.
Jupiter (ou Jove, Zeus Grec) était le Roi des Dieux, le souverain d'Olympe et le patron de l'état romain. Zeus était le fils de Cronus (Saturne).
La découverte par Galilée
, en , de 4 grands satellites de Jupiter (Io,
Europe, Ganymede et Callisto, aujourd'hui connues comme les lunes de Galilée) est la 1ʳᵉ découverte d'un centre de
mouvement apparemment non centré sur la Terre. C'est un point majeur en faveur de la théorie héliocentriste de Nicolas Copernic
du mouvement des planètes;
le franc soutien de Galilée à la théorie copernicienne l'amènera à des problèmes avec l'Inquisition.
Structure
Jupiter est plus de 2 fois aussi massive que l'ensemble des autres planètes réunies (318 fois la Terre).
Les planètes gazeuses n'ont pas de surface solide, leur matière gazeuse devient simplement plus dense avec la profondeur (les rayons et diamètres cités pour les planètes correspondent à des niveaux ayant une pression de 1 atmosphère). Ce que nous voyons en regardant ces planètes est le sommet des nuages hauts dans leur atmosphère (légèrement au-delà du niveau de pression de 1 atmosphère).
Jupiter est composé à environ 90 % d'hydrogène et 10 % d'helium (en nombre d'atomes, 75/25 % de la masse) avec des traces de méthane, d'eau, d'ammoniac et de "roche". Cela est très proche de la composition de la nébuleuse solaire primordiale à partir de laquelle le système solaire s'est formé. Saturne a une similar composition semblable, mais Uranus et Neptune ont bien moins d'hydrogène d'hélium. Notre connaissance de l'intérieur de Jupiter (et des autres planètes gazeuses) est très indirecte et restera probablement telle quelle pour un moment (les données de la sonde atmosphérique Galiléo ne vont pas au-delà de 150 km sous le sommet des nuages). Jupiter a probablement un cœur de roches d'environ 10 à 15 fois la masse de la Terre. Au-dessus du cœur est la partie principale de la planète sous la forme d'un hydrogène métallique liquide. Cette forme exotique comme la forme la plus commune des éléments est seulement possible à des pressions dépassant 4 millions de bars, comme c'est la cas à l'intérieur de Jupiter (et de Saturne). L'hydrogène métallique liquide consiste en des protons et des électrons ionisés (comme à l'intérieur du Soleil mais à une bien moindre température). A la température et la pression de l'intérieur de Jupiter l'hydrogène est un liquide, et non un gaz. C'est le conducteur électrique et la source du champ magnétique de Jupiter. Cette couche contient également probablement de l'hélium et des traces de différentes "glaces". La couche la plus externe est principalement composée d'hydrogène et d'hélium moléculaire ordinaire qui est liquide à l'interieur et gazeux plus à l'extérieur. L'atmosphère que nous voyons est juste le sommet de cette couche très profonde. De l'eau, du dioxide de carbone, du méthane et d'autres molécules simples sont également présentes en petites quantités. Des expériences récentes ont montré que l'hydrogène ne change pas de phase soudainement. Par conséquent les intérieurs des planètes joviennes ont probablement des limites indistinctes entres leurs différentes couches internes.
Trois couches distinctes de nuages existeraient, constitant en de la glace ammoniaquée, de l'hydrosulfide d'ammonium et un mélange de glace et d'eau. Cependant, les premiers résultats de la sonde Galiléo montrent seulement de faibles indications de nuages (un instrument semble avoir détecté la couche la plus haute tandis qu'un autre pourrait avoir détecté la seconde). Mais le point d'entrée de la sonde était inhabituel -- des observations télescopiques depuis la Terre et des observations plus récentes du module orbital de Galiléo suggèrent que le point d'entrée de la sonde pourrait très bien avoir été une des zones les plus chaudes et les moins nuageuses de Jupiteur à ce moment.
Les données de la sonde atmosphérique de Galileo indiquent également qu'il y a bien moins d'eau qu'on le pensait. On s'attendait à ce que l'atmosphère de Jupiter contienne près du double de la quantité d'oxygène (combiné avec l'hydrogène abondant pour faire de l'eau) comme le Soleil. Mais il apparaît maintenant que la concentration effective est bien moins que celle du Soleil. Tout aussi surprenant est la haute température et la densité des parties les plus hautes de l'atmosphère.
Jupiter et les autres planètes gazeuses ont une grande vélocité confinée dans leurs larges bandes de latitude. Les vents soufflent en direction opposée dans des bandes adjacentes. De légères différences chimiques et de température entre ces bandes sont responsables des bandes colorées qui dominent l'apparence de la planète. Les bandes de couleur claire sont appelées zones ; les sombres sont appelées ceintures. Les bandes sont connues depuis un moment sur Jupiter, mais les tourbillons complexes dans les régions limitrophes entre les bandes furent observées pour la première fois par Voyager. Les données de la sonde de Galileo indiquent que les vents sont encore plus violents qu'on le pensait (plus de 400 miles/h) et s'étendent en profondeur aussi loin que la sonde a pu observer ; ils peuvent s'étendent en profondeur sur les milliers de kilomètres dans l'intérieur. On a découvert l'atmosphère de Jupiter comme également assez turbulente. Cela indique que les vents de Jupiter sont gouvernés en grande partie par sa chaleur interne plutôt que les entrées solaires comme sur la Terre.
Les couleurs vives observées sur Jupiter sont probablement le résultat de réactions chimiques complexes des éléments en traces dans l'atmosphère de Jupiter, impliquant peut-être du sulfure dont les composés prennent une variété de couleurs, mais les détails ne sont pas connus.
Les couleurs dépendent de l'altitude du nuage : bleu pour les plus bas, suivis de marrons et blancs, puis rouges pour les plus élevés. Parfois on peut voir des couches plus basses à travers des trous dans les plus hautes.
La tâche rouge
La Grande Tâche Rouge (Great Red Spot ou GRS) est vue par des observateurs de la Terre depuis plus de 300 ans (sa découverte est généralement attribuée à Cassini, ou Robert Hooke au 17ème siècle). La tâche est un ovale d'environ 12 000 km sur 25 000, assez grande pour contenir 2 Terres. D'autres tâches semblables mais plus petites sont connues depuis des décennies. Des observations infrarouge dans la direction de sa rotation indiquent que la tâche est une zone de haute pression dont les nuages du sommet sont bien plus élevés et froids que les zones avoisinantes. Des structures semblables sont observées sur Saturne et Neptune. On ne sait pas comme de telles structures peuvent persister si longtemps.
Presque une étoile
Jupiter irradie plus d'énergie dans l'espace qu'il n'en reçoit du Soleil. L'intérieur de Jupiter est chaud : le cœur est probablement à 20000 °K. La tempétaure est générée par le mécanisme de Kelvin-Helmholtz, la lente compression gravitationelle de la planète (Jupiter ne produit pas d'énergie par fusion nucléaire comme le Soleil ; elle est bien trop petite et son cœur est trop froid pour enclencher des réactions nucléaires). Sa chaleur interne cause probablement de la convection en profondeur dans les couches liquides de Jupiter et est probablement responsable des mouvements complexes que nous observons au sommets des nuages Saturne et Neptune sont semblables à Jupiter à ce sujet, mais étrangement, Uranus ne l'est pas.
Jupiter est juste aussi grande en diamètre que peut l'être une planète gazeuse. Si plus de matière y était ajoutée, elle se compresserait par la gravité de manière à ce que je rayon global ne s'accroisse que très légèrement. Une étoile peut être plus grande seulement en raison de sa source de chaleur (nucléaire) interne (mais Jupiter devrait être au moins 80 fois plus massive pour devenir une étoile).
Un champ magnétique énorme
Jupiter a un champ magnétique énorme, bien plus fort que celui de la Terre. Sa magnétosphère s'étend sur plus de 650 millions de km (au-delà de l'orbite de Saturne. Notez que la magnétosphère de Jupiter est loin d'être sphérique -- elle s'étend seulement sur quelques millions de km en direction du Soleil). Les satellites naturels de Jupiter se trouve dans sa magnétosphère, fait qui explique en partie une activité sur Io. Malheureusement pour les futurs voyageurs de l'espace et représentant une véritable préoccupation pour les concepteurs des appareils Voyager et Galileo, l'environment près de Jupiter contient de hauts niveaux de particules énergétiques captives dans le champ magnétique de Jupiter. Cette "radiation" est semblable à, mais en bien plus intense, celle trouvée dans les ceintures de Van Allen de la Terre. Elle serait immediatemment fatale à un être humain non protégé.
La sonde atmosphérique de Galileo a découvert une nouvelle ceinture de radiation intense entre l'anneau de Jupiter et les couches atmosphériques supérieures. Cette nouvelle ceinture est environ 10 fois plus puissante que les ceintures de radiation de Van Allen de la Terre. Etonnamment, on a trouvé que cette nouvelle ceinture contient également des ions d'hélium de haute énergie d'origine inconnue.
Des anneaux
Jupiter possède des anneaux comme Saturne, mais bien plus fins et petits. On ne les attendait pas et ils furent découvert seulement lorsque 2 des scientifiques de Voyager 1 insistèrent après un voyage de 1 milliard de km pour regarder rapidement si des anneaux étaient présents. Tous les autres pensaient que les chances de trouver quelque chose étaient nulles, mais ils étaient là. On en a depuis obtenu des images dans l'infrarouge à partir de télescopes au sol et de Galileo.
A la différence de ceux de Saturne, les anneaux de Jupiter sont sombres (albedo d'environ 0,05). Ils sont probablement composés de très petits grains de matière rocheuse. Toujours à la différence de Saturne, ils ne semblent pas contenir de glace.
Les particules des anneaux de Jupiter ne restent probablement pas là très longtemps (en raison de l'attraction atmospherique et magnétique). L'appareil Galileo trouva des indices clairs de la ré-alimentation continue des anneaux par de la poussière formée par des impacts de micro-météores sur les 4 satellites intérieurs, qui sont très énergétiques en raison du grand champ gravitationnel de Jupiter. L'anneau de halo intérieur est élargi par les intéractions avec le champ magnétique de Jupiter.
Satellites
Jupiter a 39 satellites connus : les 4 grands satellites galiléens, 12 plus petits nommés, et 23 autres encore plus petits découverts récemment mais par encore nommés.
Jupiter ralentit très progressivement en raison de l'attraction des satellites galliléens. Les mêmes forces de marée modifient les orbites de ces satellites, les forçant très lentement à s'éloigner de Jupiter.
Io, Europe et Ganymède sont liées ensemble par une résonnance orbitale 1:2:4 et leurs orbites évoluent de concert. Callisto en fait presque partie également. Dans quelques millions d'années, Callisto sera également verrouillée, orbitant selon exactement le double de la période de Ganymède (8 fois la période de Io).
Les satellites de Jupiter sont nommés selon d'autres figures de la vie de Zeus (principalement ses amantes). De nombreux autres satellites ont été récemment découverts mais n'ont pas encore été officiellement confirmés ou nommés.
Visites
Jupiter fut d'abord visitée par la sonde Pioneer 10 en , puis plus tard par Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 et Ulysses. L'appareil Galileo est actuellement en orbite autour de Jupiter et nous envoie des données pour au moins les deux prochaines années.
Pionner
le , lancement de la sonde Pionner 10 vers Jupiter, puis vers les étoiles. Elle emporte une plaque gravée, un message codé pour d'éventuelles civilisations extraterrestres, et arrive près de Jupiter en 1973.
le , lancement de Pionner 11 à destination de Jupiter puis de Saturne.
Voyager
le , lancement de Voyager 1. Elle survolera Jupiter et Saturne puis s'enfoncera dans l'espace interplanétaire. Le le , la sonde Voyager 1 survole Jupiter et découvre les anneaux de la planète géante.
Galileo
le , la navette spatiale lance Galileo en direction de Jupiter.
Lancé le est lancé STS-53. Le chargement de cette mission était composé d'un chargement principal classifié du DoD : il aurait s'agit notamment de la sonde Twinkle Eye de la NSA, lancée en orbite autour de Jupiter, peut-être en tant que télescope spatial.
SL-9
en , la comète Shoemaker-Levy 9 entre en collision avec Jupiter avec des résultats spéctaculaires. Les effets sont clairement visibles même avec des télescopes amateurs. Les débris de la collision sont visibles par le télescope Hubble (HST) durant presque 1 an par la suite.
Observations
Jupiter est le 4ème objet plus brillant dans le ciel, après le Soleil, la Lune, et Vénus (parfois Mars est également plus brillant). Elle est connue depuis les temps préhistoriques. Ses 4 satellites galiléens sont également facilement observables avec des jumelles ; quelques bandes et la Grande Tâche Rouge sont aussi visibles avec un petit télescope astronomique. Cependant dans un ciel nocturne, Jupiter est souvent le point le plus brillant dans le ciel (juste après Vénus, qui est rarement visible dans un ciel sombre). Ainsi comme pour les étoiles les plus brillantes (Sirius, Véga, Capella, Arcturus, Rigel, Procyon, Altaïr, Béltelgeuse, Aldébaran, etc.), les planètes les plus lumineuses (Vénus, Jupiter, Mars et éventuellement Saturne) sont souvent prises pour des ovnis. De telles méprises peuvent expliquer des cas d'ovnis lorsqu'ils sont observés régulièrement à une heure précise pendant plusieurs jours consécutifs.
En attendant, certaines observations restent inexpliquées concernant Jupiter :
- En automne 692, en Chine, on voit dans la nuit les planètes Mars et Jupiter se rapprocher l'une de l'autre puis s'éloigner 4 fois de suite, resplendissant et s'éteignant alternativement.
L'apparition des grandes comètes et du motif de rond rouge sur Jupiter à la fin des années 1870s coincida avec l'apparition mystérieuse d'un nouveau cratère sur la Lune précisément de la taille des ovnis observés par des astronomes entre la Terre et la Lune.
Activité de la Tache Rouge s2Jessup, M. K.: The case for the UFOs, Citadel Press, Bantam Books 1955, New York. Traduit Ovnis : les preuves.- En 1961, Des radio-astronomes américains, Burke et Franklin, de l'Institut Carnegie, repèrent en provenance de Jupiter une source émettrice qui diffuse des messages ordonnés, parfaitement rythmés. Mais elle se tait rapidement.
- le , des formations d'ovnis sont signalées au-dessus de plusieurs états américains. L'USAF affirme que ces objets sont la planète Jupiter et les étoiles Bételgeuse, Aldébaran, Rigel
et Capella. Cette explication est par la suite refutée par Robert Risser, directeur du planétarium de la fondation
scientifique de l'Oklahoma, qui déclare :
On ne pourrait être plus loin de la vérité.
Apparemment, aucune des étoiles mentionnées n'était visible aux Etats-Unis à l'heure des observations. - En 1971, Des radio-astronomes du NRAO repèrent en provenance de Jupiter une source émettrice qui diffuse des messages ordonnés, parfaitement rythmés. Cette source avait d'ailleurs été déjà signalée en 1961. Graham Smith, radio-astronome anglais de réputation mondiale, en se basant sur ces messages en modulation musicale, déclare sans ambiguïté qu'il s'agit d'une émission comme il n'en a jamais encore été capté ailleurs dans l'espace. Les messages se poursuivent ainsi pendant une période de 9 heures et 56 minutes, soit le temps de rotation de Jupiter.