Io est-il en équilibre thermique (Le thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de...)? En utilisant des observations astrométriques des quatre satellites galiléens de Jupiter (Io, Europe (L’Europe est considérée comme un continent ou une partie de l’Eurasie (péninsule occidentale), voire de...), Ganymède et Callisto) couvrant la période 1891-2007, un groupe de chercheurs de l'Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville...) (IMCCE) et de l'Observatoire royal de Belgique a montré que la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) induite par les marées à l'intérieur de Io correspond au flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie,...) de chaleur observé en surface (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent...). La dissipation dans Jupiter induite par les effets de marées créés par Io a également été trouvée proche de sa limite supérieure attendue. C'est la première fois que la dissipation par effet de marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux des mers et des océans...) a été mesurée dans une planète (Selon la dernière définition de l'Union astronomique internationale (UAI), « une planète est un corps céleste (a)...) géante (Branche asymptotique des géantes, naines blanches, nébuleuses planétaires) grâce à l'astrométrie (L'astrométrie est la partie de l'astronomie qui s'occupe de la position des étoiles et des autres objets célestes, leur...). Ces résultats sont publiés dans le journal Nature du 18 juin 2009.

Observée pour la première fois par la sonde Voyager 1 en 1979, la forte activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) volcanique de Io est très vraisemblablement due aux effets de marée créés par Jupiter sur son satellite (Satellite peut faire référence à :), ces derniers étant responsables de déformations périodiques générant un chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau, un être vivant pour lui...) important provoqué par friction interne. Le flux de chaleur associé à cette activité géologique a été quantifié par le rayonnement (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement...) infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la...) de Io. Cependant, on ignorait si la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre...) de chaleur produite dans l'intérieur du satellite (Satellite peut faire référence à :) était assez importante pour expliquer la perte d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la...) observée en surface.


Afin de quantifier la quantité de chaleur produite, une équipe de chercheurs menée par V. Lainey et regroupant des astronomes de l'Observatoire de Paris/IMCCE et de l'Observatoire royal de Belgique a déterminé la perte d'énergie orbitale de Io induite par les marées. En effet, tandis que de la chaleur est créée dans le satellite par friction, une perte d'énergie orbitale se produit et rapproche Io de Jupiter, le faisant accélérer sur son orbite. Au contraire, la dissipation de marée dans Jupiter tend à éloigner Io de la planète tandis que la rotation de Jupiter décélère, comme c'est le cas pour le système Terre-Lune. Ainsi, deux effets opposés modifient l'orbite de Io: une décélération due à la dissipation dans Jupiter et une accélération (Dans la vie courante, on distingue trois événements que le physicien regroupe sous le seul concept d'accélération :) due à la dissipation dans Io.

L'idée de déterminer la dissipation par marées dans Io à partir de son évolution orbitale n'est pas nouvelle. Cependant, toutes les études précédentes échouèrent par manque d'une modélisation suffisamment précise de la dynamique orbitale des quatre satellites galiléens. Utilisant un nouveau modèle dynamique de ces satellites et un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble, désigne intuitivement une collection d’objets (que l'on appelle éléments...) d'observations astrométriques (observations de position des satellites sur la sphère (Une sphère est une surface à 3 dimensions dont tous les points sont situés à une même distance d'un point appelé...) céleste) couvrant une période supérieure à un siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race,...) et incluant de nouvelles techniques particulièrement précises (comme celle de l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide...) des occultations et éclipses mutuelles), les auteurs de cet article ont réussi à quantifier la dissipation de marées dans Io et Jupiter à partir de l'accélération orbitale de Io. Ils ont pu en déduire que Io est très proche de l'équilibre thermique, ce qui a des conséquences importantes sur la modélisation interne de Io, en particulier sur le mécanisme de transport (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu...) de chaleur. La dissipation dans Jupiter a également pu être quantifiée et trouvée proche de sa limite supérieure attendue par l'étude de l'évolution à long terme supposée du système. C'est la première fois que la dissipation induite dans une planète géante par effets de marées est mesurée grâce à l'astrométrie. Cela montre qu'une dissipation forte peut exister dans les planètes géantes (essentiellement gazeuses), ce qui est un point clé pour mieux comprendre l'évolution orbitale passée des satellites et pourrait bien avoir des conséquences sur l'étude des planètes extrasolaires.