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Planète Jupiter

Jupiter la plus grosse planète du système solaire

   Catégorie : planètes et planètes naines
Mise à jour 01 juin 2013

Jupiter, la plus grosse planète du système solaire est une planète géante gazeuse composée à 93 % d'hydrogène et 7 % d'hélium. Elle représente 71% de la masse totale des planètes du système solaire.
C’est la cinquième planète en partant du Soleil, après Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Elle doit son nom au dieu romain Jupiter. Visible à l'œil nu dans le ciel nocturne, Jupiter est le quatrième objet le plus brillant, après le Soleil, la Lune et Vénus. De temps en temps Mars apparait plus lumineux que Jupiter et parfois Jupiter apparait plus lumineux que Vénus. Comme sur les autres planètes gazeuses, des vents violents, de près de 600 km/h, parcourent les couches supérieures de la planète. La célèbre grande tache rouge, bien connue des amateurs, est une zone de surpression depuis longtemps observée. Jupiter dégage plus d'énergie dans l'espace qu'elle n'en reçoit du Soleil (Masse = 318 fois la Terre). Jupiter a joué le rôle de bouclier, protecteur de la vie sur notre planète. Si Jupiter n'était pas présent, le bombardement d'astéroïdes, sur Terre serait 1 000 fois plus fréquent.  Un bombardement de météorite aurait lieu tous les 60 000 ans et la vie aurait manqué de stabilité pour s'épanouir, nous en serions au stade bactérien. La présence d'une planète géante se révèle d'une importance vitale dans un système solaire car les objets destructeurs sont principalement attirés par la planète géante. Jupiter est entourée de plus de 60 satellites naturels. Les premières lunes de Jupiter furent découvertes en 1610. Galileo Galilei découvrit à cette époque les quatre plus grands satellites du système jovien Io, Europe, Ganymède et Callisto. Grâce aux sondes spatiales, nous avons une vue plus complète du système Jovien. C’est la série des missions Voyager qui a permis de découvrir en 1979, Métis, Thébé et Adrastée. Avant l'ère spatiale, les astronomes avaient découvert, Amalthée (1892), Himalia (1904), Élara (1905), Pasiphaé (1908), Sinopé (1914), Lysithéa et Carmé (1938), Ananké (1951), Léda (1974), Thémisto (1975), Callirrhoé (1999). En 2000, sont ajoutées dix nouvelles lunes, portant le nombre à 28. En 2001, 11 nouvelles lunes viennent enrichir notre connaissance. En 2003, 23 nouveaux satellites sont ajoutés à la liste, en 2006, on connaissait 63 lunes à Jupiter, dont la plupart inférieures à 9 km de diamètre et en 2013, 67.

 

Vidéo : Rotation de Jupiter, vue par la sonde spatiale New Horizons, qui a survolé Jupiter en 2007.
On voit dans l'atmosphère de la plus grande planète du système solaire, l’alternance de bandes équatoriales nuageuses, plus ou moins claires, ainsi que d'énormes systèmes dépressionnaires tourbillonnants, qui apparaissent en forme d’ovales. Le diamètre de Jupiter est environ 11,2 fois celui de la Terre et la géante tourne sur elle-même en 9 h 55 min 27,3 s.

nota :  "Une planète est un corps céleste qui est en orbite autour du Soleil, qui possède une masse suffisante pour que sa gravité l'emporte sur les forces de cohésion du corps solide et le maintienne en équilibre hydrostatique (forme sphérique), et qui a éliminé tout corps se déplaçant sur une orbite proche".
Cette définition fut approuvée le 24 aout 2006, lors de la 26ème Assemblée Générale de l'UAI (Union Astronomique Internationale) par un vote à main levée d'environ 400 scientifiques et astronomes, après dix jours de discussions.
 
Jupiter Characteristics
   
Aphelion (106 km) 816.62
Perihelion (106 km) 740.52
Eccentricity 0.048775
Orbital period (year 4 332.59 (d)
11.8618 (y)
Synodic period (days) 398.88
Average orbital speed (km/s) 13.07
Inclination to ecliptic 1.30530°
Axial tilt 3.13°
Average diameter 139 822 km
Volume (km3) 1.43128×1015
(1 321.3 Earth)
Mass (kg) 1.8986 x 1027
317.8 Earths
Gravity (m/s2) 24.7964249
Escape velocity (km/s) 59.5
Equatorial diameter (km) 142 984
Polar diameter (km) 133 708
Albedo 0,52
Number of satellites 67
Surface temperature mean -121°C (152 K)
Sidereal rotation period 9 h 55 m 27.3 s
Composition hydrogen : 89 %
helium : 10 %


nota : Les géantes gazeuses se sont probablement formées par accrétion d'hydrogène et d'hélium gazeux, autour d'un noyau de roche et de glace.
Jupiter dont la masse est de 318 fois celle de la Terre, possède vraisemblablement un noyau rocheux et d'environ 10 fois la masse de la Terre.
Ce cœur rocheux pourrait baigner dans de l’hydrogène et de l’hélium liquides à une température de 16 000 K et une pression de 80 millions d’atmosphères.


astronomie voir le calcul de la masse de Jupiter

Structure de Jupiter

    

On ne connait pas bien la structure de Jupiter mais les géantes gazeuses se sont probablement formées par accrétion d'hydrogène et d'hélium gazeux, autour d'un noyau de roche et de glace. Jupiter dont la masse est de 318 fois celle de la Terre, possède vraisemblablement un noyau rocheux (silicates et fer) de la taille de la Terre et d'environ 10 fois la masse de la Terre. Ce cœur rocheux pourrait baigner dans de l’hydrogène et de l’hélium liquides à une température d'environ 16000 K et une pression d'environ 80 millions d’atmosphères.
La composition planétaire de Jupiter repose sur des modèles hypothétiques. Le noyau rocheux est si petit par rapport à la taille de la planète (7%) que les scientifiques omettent ce noyau en parlant de planète gazeuse. En effet 93% du volume de Jupiter est constitué de gaz, là encore il ne faut pas voir le gaz de Jupiter comme notre atmosphère gazeuse mais plutôt comme un liquide extrêmement comprimé par la force de gravitation de la planète et donc extrêmement dense. Au centre de la planète, les atomes d'hydrogène métallique sont brisés par cette énorme pression, on parle alors d'hydrogène ionisé. Ce n'est qu'en remontant vers la surface que cet hydrogène devient peu à peu liquide puis gazeux.

 

Il n'y aurait pas de frontière franche entre les différents états des couches d'hydrogène, la transition se ferait petit à petit. De la surface à l'intérieur, on descendrait progressivement dans un épais brouillard de plus en plus dense et opaque jusqu'à atteindre une mer d'hydrogène liquide, elle aussi de plus en plus dense et chaude pour finir dans de l'hydrogène métallique toujours de plus en plus dense et chaud (16000 K), jusqu'au noyau rocheux qui serait lui à une température de l'ordre de 25000 K et à une pression d'environ 80 millions d’atmosphères.
La spectroscopie réalisée par les sondes spatiales a permis de décomposer les couches de l'atmosphère de Jupiter. Jupiter serait composé de 86% d'hydrogène (H) de 14% d'hélium (He), d'un peu de méthane (CH4), d'ammoniac (NH3) et de vapeur d'eau (H2O).

Image : Au centre, le petit noyau rocheux entouré d'une énorme mer d'hydrogène métallique, puis liquide puis vers la surface l'hélium se mélange à l'hydrogène dans une atmosphère gazeuse. La composition planétaire de Jupiter repose sur des modèles spéculatifs.

 Structure de Jupiter

La grande tache rouge

    

Jupiter (Zeus en grec) est la planète la plus grosse du système solaire sa taille est 317 fois supérieure à celle de la Terre. Elle est visible toute la nuit lorsque Jupiter et le Soleil sont opposés dans le ciel par rapport à la Terre. C’est à ce moment là qu'elle est au plus près de la Terre. Ces oppositions se suivent à intervalles de 13 mois. A l'aide de petits objectifs, on peut discerner le fort aplatissement de la planète. A la surface de Jupiter, on observe la tache rouge, dans la zone sud, à une latitude de 35°. Alors que la Terre et les planètes telluriques sont des objets solides constituées d'un mélange de fer et de silicates, essentiellement entourés d'un peu de gaz, Jupiter est constitué essentiellement d'hydrogène et d'un peu d'hélium, comme le Soleil. Jupiter émet deux fois plus d'énergie qu'elle n'en reçoit du Soleil. Le noyau formé de roches et de glace est sans doute entouré par un manteau liquide. La sonde Galileo conçue par la NASA pour l'étude de la planète Jupiter et de ses lunes, en 1995 a pénétré dans l'atmosphère de Jupiter. Pendant une heure au milieu de vents de 320 km/h elle a montré que l'hydrogène dominait et que la température augmentait très vite en profondeur. Jupiter est doté d'un système d'anneaux, comme toutes les planètes géantes.

 

Ce système d'anneaux est constitué de petits fragments rocheux assemblés en un disque en rotation, large et très fin. Jupiter possède un énorme cyclone à sa surface, la fameuse grande tache rouge. Elle a été découverte par Cassini, il y a 300 ans. Ce cyclone mesure 12 000 x 25 000 km, deux fois la planète Terre. Outre sa taille gigantesque, sa durée de vie reste inexpliquée. En effet, un simple cyclone devrait évoluer dans le temps et éventuellement disparaitre complètement, alors qu'en trois siècles d'observation, la tache n'a que très peu changé. Le mécanisme à son origine reste une énigme scientifique. Depuis plus d’un siècle, les astronomes pensaient que la Grande Tache Rouge était la plus grande structure observable à la surface de Jupiter. Récemment des images de la sonde Cassini ont révélé quelque chose d’au moins aussi grand : la grande tache sombre.

nota: Une planète est plus lumineuse qu'une étoile, elle brille avec un éclat constant parmi les étoiles.
Les planètes scintillent moins que les étoiles.
Pour identifier les planètes, il faut se familiariser avec les étoiles du zodiaque car elles suivent l'écliptique.

 tache rouge de Jupiter

Image : En couleurs accentuées, la photographie rapprochée de Jupiter, a été réalisée par la sonde Voyager 1, le 6 juin 1979.

Le ballet des satellites galiléens

    

Pendant son voyage (1989-1995), Galileo observa de manière rapprochée, les astéroïdes Gaspra et Ida, et découvrit une lune de Ida, Dactyl. En 1995, Galileo lâcha un module qui s'enfonça dans l'atmosphère de Jupiter pendant 1 heure. Il se désintégra après 200 km de plongée à cause de la pression énorme, imposée par Jupiter (≈1 hectobar) et de la température (460°C à cette profondeur). Cela a tout de même suffi, pour étudier la composition de l'atmosphère de Jupiter. En 1994, Galileo était parfaitement positionnée pour observer la comète Shoemaker-Levy 9 qui s'est écrasée sur Jupiter. Autour de Jupiter, il existe un véritable système solaire en miniature. Il aurait fallu beaucoup plus de matière pour que le cœur de Jupiter s'enflamme et devienne une étoile. Plus de 60 satellites gravitent autour de Jupiter, ils sont tous situés sur le plan équatorial comme les planètes dans notre système solaire.

 

Image : Io est le corps le plus volcanique du Système Solaire, il mesure un peu plus de 3 600 km de diamètre, un peu supérieure à la Lune (3 474,6 km).
La sonde Cassini a capturé cette image remarquable de Io, avec en arrière plan, les nuages tourbillonnants de Jupiter, offrant ainsi une étourdissante vue de la taille relative de cette Lune.
Io tourne, autour de Jupiter, à toute allure, à une distance d'environ 350 000 km au-dessus des nuages de Jupiter, à peu près la distance entre la Terre et la Lune.
La sonde Cassini a pris cette image à environ 10 millions de kilomètres de Jupiter.

 Io, lune de Jupiter

Lunes de Jupiter

    
Les 4 lunes galiléennes de Jupiter  

Image : Les quatre lunes galiléennes de Jupiter (image de gauche). De haut en bas : Io, Europe, Ganymède et Callisto.
Le ballet de ses quatre satellites principaux (Io, Europe, Ganymède, Callisto) peut s'observer avec une simple paire de jumelles 10x50, un instrument de 60mm de diamètre révèlera, deux larges ceintures brunâtres, parallèles à l'équateur de la planète géante.
Jupiter possède plus de 60 satellites naturels connus dont les noms sont tirés de la mythologie grecque.

Lunes Diamètres moyensMasses
   
Ganymède5 262,4 km1,48 x 1023 (kg)
Callisto4 820,6 km1,08 x 1023 (kg)
Io3 643,2 km8,93 x 1022 (kg)
Europe3 121,6 km4,8 x 1022 (kg)

Image : Sur cette photographie (image de droite), en bas à gauche nous apercevons Ganymède qui passe devant le monstre gazeux, Jupiter.

 Jupiter et Ganymède

Shoemaker-Levy 9 sur Jupiter

    

L'avant dernier passage de la comète  Shoemaker-Levy 9 au plus près de Jupiter (40 000 km), a eu lieu en juillet 1992. La comète périodique passa si près de l'énorme planète qu'elle se brisa en une vingtaine de fragments. Deux ans plus tard, au passage suivant en juillet 1994, pendant 7 jours les fragments s'écrasèrent sur Jupiter en produisant de gigantesques éclairs. L'évènement a fait l'objet d'une grande couverture médiatique, il fut observé plusieurs semaines  durant, par presque tous les observatoires, dans toutes les longueurs d'ondes, depuis l'ultraviolet jusqu'à l'infrarouge. La comète avait été repérée le 24 mars 1993, sur une photographie prise avec le télescope Schmidt de 40 cm de l'Observatoire du Mont Palomar en Californie. Entre le 16 et le 22 juillet 1994, les morceaux de la comète ont percuté la géante gazeuse à une vitesse de ≈60 km/s. Les chocs ont fait jaillir un nuage de matière à l'endroit de l'impact.

 comète shoemaker levy

Image : La comète Shoemaker-Levy 9 fractionnée par la force de gravitation de Jupiter, vue par le télescope spatial Hubble, en mai 1994. Les traces des impacts furent visibles pendant plusieurs mois. Une des boules de feu de la comète géante est montée à près de 3000 km au dessus de la surface de Jupiter.

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