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Jupiter

Planète géante


Jupiter.
La planète Jupiter. Source : NASA  / Mission Cassini.
(le disque noir en bas à gauche est celui d'Europa).
Jupiter est l'une des quatre planètes géantes du Système solaire, et c'est la plus grosse. La masse de cet astre est plus de 300 fois supérieure à celle de la Terre. En son centre se niche un noyau rocheux d'une taille équivalente à celle de notre planète. Mais Jupiter est, pour l'essentiel, une immense boule d'hydrogène. 
La plus grosse planète du système solaire a très tôt affiché ses singularités. Cette planète brille dans le ciel comme une étoile de première magnitude, blanche ou légèrement jaunâtre, à peine moins brillante que Vénus. A partir du XVIIe siècle, quand l'utilisation de la lunette et du télescope ont permis d'en révéler le système satellitaire et la richesse des structures atmosphériques. Le premier de ses satellites, le troisième et le quatrième ont été découverts par Galilée, le 7 janvier 1610, le deuxième par Simon Marius, lendemain, la première fois qu'ils dirigèrent les lunettes, tout récemment inventées, vers le ciel. Un cinquième satellite, très faible et visible comme une étoile de treizième grandeur dans les instruments très puissants et lorsqu'il est à sa plus grande élongation, a été découvert le 9 septembre 1899 par Edward Barnard. Depuis, quantité d'autres satellites, ainsi que des anneaux ont été découverts autour de Jupiter. 
Ajoutons ici que c'est en observant les variations de temps qui s'écoulent entre les entrées et les sorties (immersions et émersions) du premier satellite (Io) dans le cône d'ombre projeté par cette planète à l'opposé du Soleil, que Roemer a déterminé le premier, en 1675, la vitesse de la lumière, en l'estimant à environ 300 000 kilomètres par seconde. 
En examinant le disque de Jupiter avec une lunette astronomique, on y a également remarqué très vite des bandes alternativement sombres et brillantes, parallèles à l'équateur de la planète, des taches brunes et une tache rouge, qui ont permis de déterminer la durée de la rotation de cette planète, en particulier grâce aux observations de Cassini  (découvreur de la Grande tache rouge) en 1665, et celles d'Herschel en 1778. A partir de 1864, l'analyse spectrale de la lumière de cette planète a montré à Huggins et Miller qu'il existe autour de Jupiter une atmosphère absorbante et des vapeurs que l'on a jugées alors semblables à celles de l'atmosphère terrestre. L'utilisation de sondes spatiales a fait de Jupiter, depuis les années 1970 (Pioneer et Voyager), puis depuis la fin des années 1990 (Galileo), la planète géante la plus étudiée et la mieux connue.
Dans les régions internes, où règnent des pressions et des températures excessivement élevées, cet hydrogène se présente à l'état liquide et forme un océan bouillonnant profond de plusieurs milliers de kilomètres. Une très épaisse atmosphère où se superposent plusieurs couches de nuages enveloppe cet océan. La rotation très rapide de Jupiter y provoque l'étalement de ses nuages le long de bandes parallèles à l'équateur, où alternent région claires et sombres. Les premières sont habituellement qualifiées de zones. On a montré en 2004 que ce zonage de l'atmosphère jovienne reposait sur les mêmes principes (flux turbulent) que ceux qui organisent la dispositions des courants océaniques sur la Terre. Une découverte que pourrait avoir des répercussions sur la compréhension de la climatologie de notre planète.
Jupiter : circulation atmosphérique.
La circulation atmosphérique de Jupiter enregistrée par la sonde Cassini.
24 rotations de Jupiter (31 octobre - 9 novembre 2000). Sources : NASA/ JPL / University of Arizona.


Les nuages sont poussés à des vitesse de l'ordre de 300 km/h. Les plus hauts, a-t-on pensé apparaissent plus clairs car ils reçoivent directement la lumière du Soleil. Ceux qui se situent en profondeur sont à l'ombre des précédents et semblent donc plus sombres. Ce point de vue est aujourd'hui discuté. Et les différences de teintes pourraient aussi pour une part provenir de compositions chimiques différentes.

L'atmosphère de Jupiter peut également former d'immenses tempêtes. Elles se apparaissent sous la forme de vastes taches, généralement blanchâtres, parfois brunes, appelées des ovales, et qui peuvent persister des mois ou des années. Elles correspondent à des remontées de matière depuis les profondeurs de l'atmosphère jovienne. Parfois ces tempêtes se rattrapent, et fusionnent. C'est ce qui est arrivé, par exemple, en 1998, à deux ovales clairs dont l'évolution était suivie depuis un demi-siècle.
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Jupiter : la Grande tache rouge.
Région de la Grande Tache rouge de Jupiter.

La plus connue de ces perturbations est cependant assez différente, par son aspect, des précédentes. Il s'agit d'une gigantesque structure nuageuse tourbillonnaire, correspondant à une tempête anticyclonique, et qui est appelée la Grande Tache rouge. D'un diamètre de 30 000 kilomètres, celle-ci existe depuis au moins 300 ans. 

L'origine de la coloration très marquée de cette Grande Tache rouge reste à élucider. Mais elle est généralement attribuée à la présence de molécules, pour la plupart organiques. De façon générale, la variété des couleurs observées dans l'atmosphère de Jupiter, où dominent les bruns, le jaune, le roux, et le bleu-vert, traduisent une chimie complexe et encore mal connue, malgré les progrès notables qu'on permis d'accomplir ces dernières années le télescope spatial infrarouge Iso, ou la sonde d'exploration in situ Galileo.
Satellites
Pas moins de 61 satellites étaient répertoriés autour de Jupiter fin 2003. La plupart ne dépassent pas quelques kilomètres de diamètre et sont en fait de gros blocs de roche (Les petits satellites de Jupiter). Peut-être s'agit-il d'astéroïdes capturés. Mais quatre d'entre eux - ceux qui ont été découverts par Galilée - affichent les dimensions de petites planètes. Io et Europe sont ainsi d'une taille équivalente à celle de la Lune. Quant à Ganymède et Callisto, ils dépassent en diamètre la planète Mercure.

La planète possède par ailleurs des accompagnateurs : deux groupes de troyens circulent sur la même orbite qu'elle, à quoi il convient d'ajouter une famille de comètes (les comètes joviennes), dont les orbites sont fortement perturbées par Jupiter, et dont faisait partie Shoemaker-Levy-9 satellisée, puis absorbée par la planète géante.

Anneaux
Les anneaux de Jupiter sont très discrets. Ils ont été découverts à partir de l'analyse des clichés pris par les sondes Voyager. 

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