Jupiter (planète) - Définition et Explications

Jupiter
Jupiter : symbole astronomique
Caractéristiques orbitales
(Époque J2000.0)
Demi-grand axe 778 412 027 km
(5,20336301 ua)
Aphélie (L'aphélie est le point de l'orbite d'un objet (planète, comète, etc.) où il est le plus éloigné de l' étoile, autour duquel il tourne.) 816 620 000 km
(5,46 ua)
Périhélie (Le périhélie est le point de l'orbite d'un corps céleste (planète, comète, etc.) qui est le plus rapproché du Soleil (grec : helios) autour duquel il tourne.) 740 520 000 km
(4,95 ua)
Circonférence orbitale 4 774 000 000 km
(32,675 ua)
Excentricité (Cet article décrit l'excentricité en mathématiques et en psychologie.) 0,04839266
Période de révolution 4 335,3545 d
(11,862 a)
Période synodique 398,8613 d
Vitesse orbitale moyenne 13,0572 km/s
Vitesse orbitale maximale 13,72 km/s
Vitesse orbitale minimale 12,44 km/s
Inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un autre. Il décrit l'angle entre le plan de l'orbite et le plan de référence (généralement le plan de...) 1,30530°
Nœud ascendant 100,55615°
Argument du périhélie 14,75385°
Satellites 63 connus à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel....)
Caractéristiques physiques
Rayon équatorial 71 492 km
(11,209 Terres)
Rayon polaire 67 567,5 km
(10,517 Terres)
Périmètre équatorial 449 197 km
Superficie (L'aire ou la superficie est une mesure d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent cette mesure par le terme « surface » lui-même (par exemple, on parle de la « surface d'un...) 6,14×1010 km²
(120,5 Terres)
Volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) 1,43128×1015 km³
(1 321,3 Terres)
Masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps...) 1,8986×1027 kg
(317,8 Terres)
Masse volumique (Pour toute substance homogène, le rapport de la masse m correspondant à un volume V de cette substance est indépendante de la quantité...) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des...) 1 326 kg/m³
Gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique,...) 24,7964249 m/s²
(2,358 g)
Vitesse de libération (La vitesse de libération (aussi appelée vitesse d'évasion, vitesse parabolique, vitesse de fuite, ou vitesse d'échappement, en anglais escape...) 59,5 km/s
Période de rotation (La période de rotation désigne la durée mise par un astre (étoile, planète, astéroïde) pour faire un tour sur lui même. Par exemple, la Terre a une période de rotation d'environ 24 heures.)
(jour sidéral)
0,41351 d
(9 h 55 min 27,3 s)
Vitesse (On distingue :) de rotation
(à l'équateur)
47 051 km/h
Inclinaison de l'axe 3,12°
Albédo (L'albédo est le rapport de l'énergie solaire réfléchie par une surface sur l'énergie solaire incidente. On utilise une échelle graduée de 0 à 1, avec 0 correspondant au noir, pour un...) moyen 0,52
Température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux...) de surface
  • Min. : 110 K=-163 °C
  • Moy. : 152 K=-121 °C
  • Max. : ?
Caractéristiques de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :)
Pression atmosphérique (La pression atmosphérique est la pression de l'air en un point quelconque d'une atmosphère.) 20 à 200×103 Pa
Dihydrogène (Le dihydrogène est la forme moléculaire de l'élément hydrogène, qui existe à l'état gazeux aux conditions normales de pression...) (H2) ~86 %
Hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il ouvre la série des gaz nobles dans le tableau...) (He) ~13 %
Méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à l'état naturel et qui est produit...) (CH4) 0,1 %
Vapeur () d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) (H2O) 0,1 %
Ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à base...) (NH3) 0,02 %
Éthane (C2H6) 0,0002 %
Hydrure de phosphore (Le phosphore est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole P et de numéro atomique 15.) (PH3) 0,0001 %
Sulfure (En chimie, un sulfure est un composé chimique ou la combinaison de soufre avec un degré d'oxydation de -2, avec un autre élément chimique ou un de ses radicaux. Certains composés covalents du soufre,...) d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) (SH2) <0,0001 %
Découverte
Découveur Inconnu
Date Antiquité

Jupiter est une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre...) géante gazeuse (Les géantes gazeuses sont les plus grandes des planètes. Elles sont dites gazeuses, par opposition aux planètes telluriques, en raison de l'épaisse atmosphère...), la plus grosse planète du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement...) et la cinquième en partant du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et...) (après Mercure, Vénus, la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...) et Mars). Elle doit son nom au dieu romain Jupiter. Le symbole astronomique (Les symboles astronomiques sont des symboles utilisés pour représenter divers objets célestes, des positions particulières d'objets célestes ou certains événements propres à l'astronomie d'observation.) de la planète est la représentation de la foudre (La foudre est un phénomène naturel de décharge électrostatique disruptive qui se produit lorsque de l'électricité statique s'accumule entre des nuages d'orage ou entre un tel nuage et la terre. La différence...) de Jupiter.

Visible à l'œil nu dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.), Jupiter est habituellement le quatrième objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une...) le plus brillant (après le Soleil, la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre...) et Vénus ; parfois Mars semble plus lumineux que Jupiter, et de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) en temps Jupiter semble 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 et spectaculaire grande tache rouge (La grande tache rouge de Jupiter est un gigantesque anticyclone de l'atmosphère de Jupiter situé à 22°S de latitude. Long...) est une zone de surpression qui est observée depuis plus de 300 ans.

Caractéristiques physiques

Composition

La haute atmosphère de Jupiter (L’atmosphère de Jupiter est la plus importante des atmosphères des planètes du système solaire. Elle est composée...) est composée à 93% d'hydrogène et 7% d'hélium en nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement...), ou à 86% de H2 et 13% de He en nombre de molécules de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume...). En terme de masse, l'atmosphère est approximativement constituée de 75% d'hydrogène et de 24% d'hélium, le 1% restant étant apporté par divers autres éléments et composés chimiques (traces de méthane, de vapeur d'eau, d'ammoniac, très petites quantités de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.), d'éthane, de sulfure d'hydrogène, de néon (Le néon est un élément chimique, de symbole Ne et de numéro atomique 10.), d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.), d'hydrure de phosphore et de soufre). La couche la plus externe de la haute atmosphère contient des cristaux d'ammoniac[1], [2]. Par mesures infrarouges et ultraviolettes, des traces de benzène (Le benzène est un hydrocarbure aromatique monocyclique, de formule C6H6, également noté Ph-H, φ-H ou encore Ar-H. Ce composé organique...) et autres hydrocarbures ont également été détectées [3]. L'intérieur de Jupiter contient des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) plus denses et la distribution par masse est de 71% d'hydrogène, 24% d'hélium et 5% d'autres éléments.

Les proportions d'hydrogène et d'hélium dans la haute atmosphère sont proches de la composition théorique de la nébuleuse (Une nébuleuse (du latin nebula, « nuage ») désigne, en astronomie, un objet céleste d’aspect diffus composé de gaz raréfié et/ou de poussières...) planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire (le Soleil et ses planètes) en tout ou partie....) qui aurait donné naissance au système solaire. Néammoins, le néon n'y est détecté qu'à hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de 20 parties par million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un (1 000 001). Il...) en terme de masse, un dixième de ce qu'on trouve dans le Soleil[4].L'hélium y est également en défaut, mais à un degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) moindre. Cette absence pourrait résulter de la précipitation (En météorologie, le terme précipitation désigne des cristaux de glace ou des gouttelettes d'eau qui, ayant été soumis à des processus de condensation...) de ces éléments vers l'intérieur de la planète[5]. Les gaz inertes lourds sont 2 à 3 fois plus abondants dans l'atmosphère de Jupiter que dans le Soleil.

Par spectroscopie, on pense que Saturne possède une composition similaire, mais qu'Uranus et Neptune sont constitués de beaucoup moins d'hydrogène et d'hélium[6]. Cependant, aucune sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela couvre à la...) n'ayant pénétré l'atmosphère de ces géantes gazeuses, les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) d'abondance des éléments plus lourds ne sont pas connus.

Masse et dimensions

Grandeurs relatives de Jupiter et de la Terre
Grandeurs relatives de Jupiter et de la Terre

Jupiter est 2,5 fois plus massive (Le mot massif peut être employé comme :) que toutes les autres planètes du système solaire réunies (et 318 fois celle de la Terre), tellement massive que son barycentre (Le barycentre est un point mathématique (géométrie analytique) construit à partir d'un ensemble d'autres. Il correspond) avec le Soleil est situé à l'extérieur de ce dernier, à environ 1,068 rayon solaire (En astrophysique, le rayon solaire est l'unité de longueur conventionnellement utilisée pour exprimer la taille des étoiles. Elle est égale à la longueur du rayon du...) du centre du Soleil. Par ailleurs, son diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de ce...) est 11 fois plus grand que celui de la Terre et on pourrait caser environ 1 317 corps de la taille de cette dernière dans le volume occupé par la géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux...) gazeuse. En revanche, la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le...) de Jupiter n'est que le quart de celle de la Terre (0,240 fois, précisément) : elle n'est donc que 318 fois plus massive que la Terre.

Cette masse a eu une grande influence gravitationnelle sur la formation du système solaire : la plupart des planètes et des comètes de courte période sont situées près de Jupiter et les lacunes de Kirkwood de la ceinture d'astéroïdes lui sont dues en grande partie.

Si Jupiter était plus massive, on pense que son diamètre serait plus petit. L'intérieur de la planète serait plus comprimé par une plus grande force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles « force...) gravitationnelle, décroissant sa taille. Par conséquent, Jupiter possèderait le diamètre maximal d'une planète de sa composition et de son histoire. La planète a parfois été décrite comme une " étoile ratée ", mais il faudrait qu'elle possède 13 fois sa masse actuelle pour démarrer la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une...) du deutérium (Le deutérium (symbole 2H ou D) est un isotope naturel de l'hydrogène. Il possède 1 proton et 1 neutron. Son nombre de masse est 2.) et être cataloguée comme une naine brune (Une naine brune est un objet insuffisamment massif pour être considéré comme une étoile mais plus gros qu'une planète...) et 75 fois pour devenir une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.). La plus petite naine rouge (En astronomie, les naines rouges sont les étoiles les moins massives ; en-deçà, ce sont les naines brunes, qui ne sont pas vraiment des étoiles.) connue ne possède un diamètre que de 30% plus grand que celui de Jupiter.

Jupiter rayonne plus d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) qu'elle n'en reçoit du Soleil. La quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de...) de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) produite à l'intérieur de la planète est presque égale à celle reçue du Soleil. Le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) additionnel est généré par le mécanisme de Kelvin-Helmholtz, par contraction adiabatique (En thermodynamique, une transformation est dite adiabatique (du grec adiabatos, « qui ne peut être traversé ») si elle est effectuée sans qu'aucun échange de chaleur n'intervienne entre le système étudié...). Ce processus conduit la planète à rétrécir de 2 cm chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.). Lorsque Jupiter s'est formé, il était nettement plus chaud et son diamètre était double.

Structure interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon le...)

Dans l'état actuel des choses, les connaissances sur la composition planétaire de Jupiter sont relativement spéculatives et ne reposent que sur des mesures indirectes. Selon l'un des modèles proposé, Jupiter ne possèderait aucune surface solide, la densité augmentant progressivement vers le centre de la planète. Alternativement, Jupiter pourrait être composé d'un noyau rocheux (silicates et fer) comparativement petit (mais néanmoins de la taille de la Terre et de 10 à 15 fois la masse de celle-ci), entouré d'hydrogène en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) métallique (cet état serait liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.), un peu à la manière du mercure. Il est dénommé ainsi car la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) est telle que les atomes d'hydrogène s'ionisent, formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et inversement. Chaque voyelle se caractérise par son timbre...) un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...) conducteur), lui-même entouré d'hydrogène liquide, à son tour entouré d'hydrogène gazeux.

Des expériences ayant montré que l'hydrogène ne change pas de phase brusquement (à la différence de l'eau, par exemple), il n'y aurait pas de délimitation claire entre ces différentes phases, ni même de surface à proprement parler; quelques centaines de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans...) en dessous de la plus haute atmosphère, la pression provoquerait une condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui passe d'un état dilué (gaz) à un état condensé...) progressive de l'hydrogène sous forme d'un brouillard (Le brouillard est le phénomène météorologique constitué d’un amas de fines gouttelettes ou de fins cristaux de glace, accompagné de fines particules hygroscopiques saturées...) de plus en plus dense qui formerait finalement une mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) d'hydrogène liquide. Entre 20 000 et 40 000 km de profondeur, l'hydrogène liquide cèderait la place à l'hydrogène métallique de façon similaire. Des goutellettes d'hélium et de néon se précipiteraient vers le bas à travers ces couches, appauvrissant la haute atmosphère en ces éléments.

Les énormes pressions générées par Jupiter provoquent des températures élevées à l'intérieur de la planète, par un mécanisme de compression gravitationnelle (mécanisme de Kelvin-Helmholtz). On pense que la température de la région où l'hydrogène devient métallique est de l'ordre de 10 000 K et la pression 200 GPa. La température à la frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut fortement varier suivant les...) du noyau serait de l'ordre de 36 000 K et la pression à l'intérieur d'environ 3 000 à 4 500 GPa. Si Jupiter avait été 75 fois plus massive, la température au centre du noyau aurait été suffisante pour qu'il y ait la fusion de l'hydrogène, et Jupiter serait devenue une étoile.

En conséquence, Jupiter irradie plus d'énergie qu'il n'en reçoit du Soleil et ce rayonnement causerait d'énormes mouvements de convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un...) à l'intérieur des couches liquides et serait ainsi responsable des forts mouvements des nuages dans son atmosphère.

Atmosphère

On pense également que l'atmosphère de Jupiter comporte trois couches de nuages distinctes :

  • La plus externe, probablement vers 100 km de profondeur, serait formée de nuages de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) d'ammoniac.
  • La suivante, vers 120 km de profondeur, de nuages d'hydrogénosulfure d'ammonium (NH4HS).
  • La dernière, vers 150 km de profondeur, de nuages d'eau et de glace.

Ces chiffres proviennent des données sur la condensation de ces composés en fonction de la température, mais l'évolution de la température à l'intérieur de l'atmosphère de jupiter n'est pas connue avec précision.

L'atmosphère externe de Jupiter subit une rotation différentielle (La rotation différentielle s'observe lorsque la vitesse angulaire d'un corps en rotation varie selon la latitude du point considéré ou sa distance par...), remarquée pour la première fois par Jean-Dominique Cassini en 1690. La rotation de l'atmosphère polaire de Jupiter est d'environ 5 minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon, levée sur le...) plus longue que celle de l'atmosphère à la ligne équatoriale. De plus, des bancs de nuages circulent le long de certaines latitudes en direction opposée des vents dominants. Des vents d'une vitesse de 600 km/h ne sont pas exceptionnels. Ce système éolien serait causé par la chaleur interne de la planète. Les interactions entre ces systèmes circulatoires créent des orages et des turbulences locales, telles la grande Tache Rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), un large ovale (Dans le sens étymologique, un ovale est une forme d'œuf. En mathématiques, et plus particulièrement en géométrie, le terme « ovale »...) de près de 12 000 km sur 25 000 km d'une grande stabilité, puisque déjà observé avec certitude depuis plus de 150 ans. D'autres taches plus petites ont été observées depuis des décennies.

La couche la plus externe de l'atmosphère de Jupiter contient des cristaux de glace d'ammoniac. Les couleurs observées dans les nuages proviendraient des éléments présents en quantité infime dans l'atmosphère, sans que les détails soient là non plus connus.

Grande tache rouge et autres taches

La grande tache rouge prise par Voyager 1, en fausses couleurs
La grande tache rouge prise par Voyager 1 (Voyager 1 est la première des deux sondes du programme Voyager lancées en 1977. Sa mission principale était d'étudier les planètes géantes Jupiter et Saturne. C'est la...), en fausses couleurs
La grande tache rouge
La grande tache rouge

La grande tache rouge est une tempête (Une tempête est un phénomène météorologique violent à large échelle dite synoptique, avec un diamètre compris en...) anticyclonique persistante située à 22° au sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) de l'équateur de Jupiter. Son existence est connue depuis au moins 1831 et peut-être depuis 1665. Des modèles mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les nombres, les figures, les structures et les transformations. Les...) suggèrent que la tempête est stable et est une caractéristique permanente de la planète. Elle est suffisamment grande pour être visible au travers de télescopes depuis la Terre.

La grande tache rouge présente une forme ovale, de 24 à 40 000 km de long sur 12 à 14 000 km de large, suffisamment grande pour contenir deux ou trois planètes de la taille de la Terre. L'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et...) maximale de la tempête est située à environ 8 km au-dessus du sommet des nuages environnants. Elle tourne sur elle-même dans le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du...) contraire des aiguilles d'une montre, avec une période d'environ 6 jours ; les vens soufflent à plus de 400 km/h sur ses bords.

Des tempêtes de ce genre ne sont pas inhabituelles dans l'atmosphère des géantes gazeuses. Jupiter possède également des ovales blancs et bruns de plus petite taille. Les ovales blancs sont plutôt constitués de nuages relativement froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) à l'intérieur de la haute atmosphère. Les ovales bruns sont plus chauds et situés à l'intérieur de la couche nuageuse habituelle. De telles tempêtes peuvent exister pendant des heures ou des siècles.

La grande tache rouge est entourée d'un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise...) complexe d'ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) de turbulence (La turbulence désigne l'état d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse présente en tout point un caractère tourbillonnaire : tourbillons dont la taille, la...) qui peuvent donner naissance à un ou plusieurs petits anticyclones satellites. Située à la même distance de l'équateur, elle possède une période de rotation propre, légèrement différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application...) du reste de l'atmosphère avoisinante, parfois plus lente (La Lente est une rivière de la Toscane.), d'autres fois plus rapide : depuis l'époque où elle est connue, elle a fait plusieurs fois le tour de Jupiter par rapport à son environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...) proche.

En 2000, une autre tache s'est formée dans l'hémisphère sud (L'hémisphère sud ou hémisphère austral est la moitié du globe terrestre qui s'étend entre l'équateur et le pôle Sud. En astronomie, ce terme désigne la partie du ciel située au sud de...), similaire en apparence à la grande tache rouge, mais plus petite. Elle a été créée par la fusion de plusieurs tempêtes ovales blanches plus petites (observées pour la première fois en 1938). La tache résultante, nommée Oval BA et surnommée Red Spot Junior (petite tache rouge en anglais), a depuis accru son intensité et est passée du blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre...) au rouge.

Anneaux planétaires

Schéma des anneaux
Schéma des anneaux

Jupiter possède plusieurs anneaux planétaires, très fins, composés de particules de poussières continuellement arrachées aux quatre lunes les plus proches de la planète lors de micro-impacts météoriques du fait de l'intense champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) gravitationnel de la planète. Ces anneaux sont en fait tellement fins et sombres qu'ils ne furent découverts que lorsque la sonde Voyager 1 s'approcha de la planète en 1979. Du plus près au plus lointain du centre de la planète, les anneaux sont regroupés en trois grandes sections :

  • Halo : entre 92 000 km et 122 500 km du centre de la planète. Le halo est un anneau en forme de tore (Le terme tore a essentiellement deux acceptions distinctes, suivant les usages :), élargi par le champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction, définie en...) de Jupiter.
  • Anneau principal (Jupiter) : entre 122 500 km et 128 940 km du centre de Jupiter et épais de seulement 30 km. Il est probablement composé de poussières provenant des satellites Adrastée et Métis.
  • Anneau gossamer : entre 128 940 km et 280 000 km du centre. Avant 181 350, il est constitué de poussières provenant d'Amalthée. Après, elles proviennent de Thébé. Cette anneau est très peu dense (gossamer signifie " gaze " en anglais), nettement plus épais que le précédent (plusieurs milliers de km) et s'évanouit progressivement dans le milieu interplanétaire (Le milieu interplanétaire est la matière diffuse qui constitue l'espace du système solaire et à travers laquelle se déplacent les objets et les véhicules spatiaux.).

Ces anneaux sont constitués de poussières et non de glace comme c'est le cas des anneaux de Saturne (Les anneaux de Saturne sont les anneaux planétaires les plus importants du système solaire, situés autour de la géante gazeuse Saturne. Constitués d'innombrables...). Ils sont également extrêmement sombres, avec un albédo de l'ordre de 0,05.

Il existe également un anneau externe extrêmement ténu et distant qui tourne autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au...) de Jupiter en sens rétrograde ( On dit d'un objet du système solaire qu'il a un mouvement rétrograde s'il effectue une révolution autour de son corps. Le terme rétrograde est synonyme d'arriéré, dépassé,...). Son origine est incertaine mais pourrait provenir de poussière interplanétaire capturée.

Magnétosphère (La magnétosphère est la région entourant un objet céleste dans lequel les phénomènes physiques sont dominés ou organisés par son champ...)

Carte magnétosphérique : le champ magnétique est schématisé en blanc et les ions magnétiquement piégés en rouge. En vert et bleu, les tores de particules provenant de Io et Europe.
Carte magnétosphérique : le champ magnétique est schématisé en blanc et les ions magnétiquement piégés en rouge. En vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande passante est...) et bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie...), les tores de particules provenant de Io et Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent eurasiatique,...).
Aurore polaire, photographiée dans le domaine des ultraviolets par le télescope spatial Hubble.
Aurore polaire (Une aurore polaire (également appelée aurore boréale dans l'hémisphère nord et aurore australe dans l'hémisphère sud) est un phénomène lumineux caractérisé par des sortes de voiles extrêmement colorés dans le ciel...), photographiée dans le domaine des ultraviolets par le télescope spatial (Un télescope spatial est un télescope placé au delà de l'atmosphère. Le télescope spatial présente l'avantage par rapport à son homologue terrestre de ne pas être perturbé par...) Hubble.

Jupiter possède un champ magnétique, 14 fois plus puissant que celui de la Terre, allant de 4,2 G à l'équateur à 10 à 14 G aux pôles, ce qui en fait le plus intense du système solaire (à l'exception des taches solaires). Il proviendrait des mouvements de la couche d'hydrogène métallique qui, par sa rotation rapide (Jupiter fait un tour sur lui-même en moins de dix heures), agit comme une immense dynamo (Abréviation de dynamoélectrique, dynamo désigne une machine à courant continu fonctionnant en générateur électrique. Elle a été inventée en Belgique en 1869 par Zénobe...). La magnétosphère de la planète correspond à la région où le champ magnétique de Jupiter est prépondérant.

À environ 75 rayons de la planète, l'intéraction de la magnétosphère et du vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont éjectés de la haute atmosphère du Soleil. Pour les étoiles autres que le Soleil, on parle généralement de vent stellaire.) provoque un arc de choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.). La magnétosphère est entourée d'une magnétopause, située sur le bord interne d'une magnétogaine où le champ magnétique de la planète décroit et se désorganise. Le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur...) solaire intéragit avec ces régions, allongeant la magnétosphère en direction opposée au Soleil sur 26 millions de km, jusqu'à l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) de Saturne. Vu de la terre, la magnétosphère apparaît cinq fois plus grande que la pleine Lune (La pleine Lune est la phase lunaire durant laquelle la Lune apparaît la plus brillante depuis la Terre, de par le fait que nous voyons, lors de cette phase, presque toute la surface lunaire éclairée par le...), malgré la distance plus importante.

Le champ magnétique capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui passe au voisinage d'un astre, est retenu dans la gravisphère de ce dernier. La capture de l'objet céleste aboutit à sa...) des particules ionisées du vent solaire. Les électrons de ce plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui constituerait les grandes étoiles à neutrons avant qu'elles ne...) ionisent le tore de particules neutres provenant de la lune Io (ainsi que d'Europe, dans une moindre mesure). Des particules d'hydrogène de l'atmosphère jovienne sont également capturés dans la magnétosphère. Les électrons de la magnétosphère provoquent une intense signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par les hommes pour...) radio (A supprimer) qui produit des pics de l'ordre de 0,6 à 30 GHz.

La magnétosphère jovienne permet la formation d'impressionnantes aurores polaires. Les lignes de champ magnétiques entraînent des particules à très haute énergie vers les régions polaires de Jupiter. L'intensité du champ magnétique est 10 fois supérieure à celui de la Terre et en transporte 20 000 fois l'énergie.

Orbite et rotation

La distance moyenne entre Jupiter et le Soleil est de 778 000 000 km (environ 5,2 la distance moyenne entre la Terre et le Soleil) et la planète complète une orbite en 11,86 ans. L'orbite de Jupiter est inclinée de 1,31° par rapport à celle de la Terre. Du fait d'une excentricité de 0,048, la distance entre Jupiter et le soleil varie de 75 000 000 km entre le périhélie et l'aphélie.

L'inclinaison de l'axe de Jupiter est relativement faible : seulement 3,13°. En conséquence, la planète ne connait pas de changements saisonnier significatifs.

La rotation de Jupiter est la plus rapide du système solaire : la planète effectue une rotation sur son axe en un peu moins de 10 heures ; Cette rotation produit une accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique, l'accélération est une...) centripète à l'équateur, y conduisant à une accélération nette (Le terme Nette est un nom vernaculaire attribué en français à plusieurs espèces de canards reconnaissablent à leurs calottes. Le...) de 23,12 m/s² (la gravité de surface à l'équateur est de 24,79 m/s²). La planète a ainsi une forme oblongue, renflée à l'équateur et applatie aux pôles, un effet facilement perceptible depuis la Terre à l'aide d'un télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la luminosité ainsi que la taille...) amateur. Le diamètre équatorial est 9 275 km plus long que le diamètre polaire.

Jupiter n'étant pas un corps solide, sa haute atmosphère subit un processus de rotation différentielle. La rotation de la haute atmosphère jovienne est environ 5 minutes plus longue au pôles qu'à l'équateur. En conséquence, trois systèmes sont utilisés comme référentiel, particulièrement pour tracer les mouvements de caractéristiques atmosphériques. Le premier système concerne les latitudes entre 10° N et 10° S, le plus court, avec une période de 9 h 50 min 30,0 s. Le deuxième système s'applique aux latitudes au nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) et au sud de cette bande, d'une période de 9 h 55 min 40,6 s. Le troisième système fut initialement défini par les radio-astronomes et correspond à la rotation de la magnétosphère de la planète : sa période est la période " officielle ", 9 55 min 30 s.

Satellites naturels

Généralités

En mai 2007, on connaissait 63 satellites naturels de Jupiter (La planète Jupiter possède 63 satellites naturels connus : la plus grande planète du système solaire est aussi celle qui s'entoure du plus grand nombre de satellites.). Quatre sont de grands satellites, connus depuis plusieurs siècles et regroupés sous la dénomination de " lunes galiléennes " : Io, Europe, Ganymède et Callisto. Les 59 autres satellites sont nettement plus petits et tous irréguliers ; 12 possèdent une taille encore significative (plus de 10 km de diamètre), 25 entre 3 et 10 km de diamètre et 22 autres entre 1 et 2 km de diamètre.

Les 16 satellites principaux ont été nommés d'après les conquêtes amoureuses de Zeus, l'équivalent grec du dieu romain Jupiter.

Lunes galiléennes

Les quatre lunes galiléennes de Jupiter. De haut en bas : Io, Europe, Ganymède et Callisto.
Les quatre lunes galiléennes de Jupiter. De haut en bas : Io, Europe, Ganymède et Callisto.
Surfaces des lunes galiléennes
Surfaces des lunes galiléennes

En 1610, Galileo Galilei (Galilée ou Galileo Galilei (né à Pise le 15 février 1564 et mort à Arcetri près de Florence, le 8 janvier 1642) est un physicien et astronome...) découvrit les quatre plus importants satellites de Jupiter, les lunes galiléennes. C'était la première observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...) de lunes autres que celle de la Terre. Ganymède, avec ses 5 262 km de diamètre, est le plus gros satellite (Satellite peut faire référence à :) du système solaire. Callisto, 4 821 km de diamètre, est à peu de choses près aussi grand que Mercure. Io et Europe ont une taille similaire à celle de la Lune. Par comparaison, la 5e plus grande lune de Jupiter est Amalthée, un satellite (Satellite peut faire référence à :) irrégulier dont la plus grande dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son...) n'atteint que 262 km.

Les orbites d'Io, Europe et Ganymède sont en résonance orbitale (Une résonance orbitale, en astronomie, a lieu lorsque deux objets orbitant autour d'un troisième ont des périodes de révolution dont le rapport est une fraction entière simple. C'est un...). Quand Ganymède tourne une fois autour de Jupiter, Europe tourne exactement deux fois et Io quatre fois. En conséquence, les orbites de ces lunes sont déformées elliptiquement, chacune d'elle recevant en chaque point (Graphie) de son orbite un petit plus gravitationnel de la part des deux autres.

En revanche, les forces de marées de Jupiter tendent à rendre leurs orbites circulaires. Ces deux forces déforment chacune de ces trois lunes quand elles s'approchent de la planète, provoquant un réchauffement de leur noyau. En particulier, Io présente une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) volcanique intense et Europe un remodelage constant de sa surface.

Classification

Actuellement (mai 2007), on pense que les satellites de Jupiter peuvent être regroupés en plusieurs groupes principaux, sur la base de leurs éléments orbitaux, mais certains groupes sont plus frappants que d'autres.

Une subdivision de base consiste à regrouper les huit satellites intérieurs, de tailles très diverses mais qui possèdent des orbites circulaires très faiblement inclinées par rapport à l'équateur de Jupiter et dont on pense qu'ils se sont formés en même temps que la géante gazeuse. On peut subdiviser ce groupe en deux sous-groupes :

  • Le groupe interne n'a été découvert que par la mission Voyager, à l'exception d'Amalthée. Tous ces satellites ont un diamètre de moins de 200 km et orbitent à moins de 200 000 km du centre de Jupiter, sur des orbites à peine inclinées, moins d'un demi degré. Il s'agit du groupe d'Amalthée, lequel se compose de Métis, Adrastée, Amalthée et Thébé.
  • Les quatre satellites galiléens ont été découverts par Galilée (Galilée ou Galileo Galilei (né à Pise le 15 février 1564 et mort à Arcetri près de Florence, le 8 janvier 1642) est un physicien et astronome italien du XVIIe siècle, célèbre pour avoir jeté les...) en 1610. Ils sont parmi les plus grosses lunes du système solaire. Ils orbitent entre 400 000 km et 2 000 000 km : Io, Europe, Ganymède et Callisto.

Les autres lunes forment un ensemble d'objets irréguliers placés sur des orbites elliptiques et inclinées, probablement des astéroïdes ou des fragments d'astéroïdes capturés. Il est possible de distinguer quatre groupes, sur la base d'éléments orbitaux similaires, dont on pense que les éléments partagent une origine commune, peut-être un objet plus grand qui s'est fragmenté :

  • La petite lune Thémisto forme un groupe à elle seule.
  • Le groupe d'Himalia ( Dans la mythologie grecque, Himalia est une nymphe que Zeus aima, et dont il eut trois enfants ; En astronomie, elle a donné son nom...), découvert au XXe siècle avant les sondes Voyager, comprend cinq lunes de 170 km de diamètre ou moins, orbitant entre 11 000 000 et 13 000 000 km sur des orbites inclinées de 26° à 29° : Léda, Himalia, Lysithéa ( Dans la mythologie grecque, Lysithéa ou Lysithée est : une Océanide que Zeus aima ; un autre nom de Sémélé, mère de Dionysos par Zeus ; une fille du dieu fleuve...), Élara et S/2000 J 11.
  • La petite lune Carpo forme un autre groupe isolé, aux caractéristiques intermédiaires entre le groupe d'Himalia et celui de Pasiphaé.
  • Trois groupes externes, sur des orbites rétrogrades. Les plus gros satellites sont Ananké, Carmé ( Dans la mythologie grecque, Carmé est une nymphe aimée de Zeus et mère de Britomartis. En astronomie, Carmé est un des satellites naturels de Jupiter. ), Pasiphaé et Sinopé, mais beaucoup de lunes minuscules ont été découvertes récemment dans cette zone. En mai 2007, on en connaissait 48 représentants :
    • Le groupe d'Ananké, aux limites indistinctes, orbitant vers 21 276 000 km suivant une inclinaison de 149°.
    • Le groupe de Carmé (Le groupe de Carmé est formé de lunes de Jupiter qui partagent des orbites similaires. Leurs demi-grands axes sont compris entre 22,9 et 24,1 Gm, leurs inclinaisons entre 164,9° et...), un groupe assez distinct situé vers 23 404 000 km avec une inclinaison de 165°.
    • Le groupe de Pasiphaé (Le groupe de Pasiphaé est formé de lunes de Jupiter qui partagent des orbites similaires. Leurs demi-grands axes sont compris entre 22,8 et 24,1 Gm (la même plage que le groupe de Carmé), leurs inclinaisons entre 144,5° et 158,3°,...), un groupe dispersé et assez lâche regroupant toutes les autres lunes. Il présente des satellites de 60 km de diamètre ou moins, orbitant entre 17 000 000 km et 30 000 000 km sur des orbites rétrogrades inclinées de 145° à 165°.

Interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) avec le système solaire

Avec celle du Soleil, l'influence gravitationnelle de Jupiter a modelé le système solaire. Les orbites de la plupart des planètes sont plus proches du plan orbital de Jupiter que du plan équatorial du Soleil (Mercure est la seule qui fasse exception). Les lacunes de Kirkwood dans la ceinture d'astéroïdes sont probablement dues à Jupiter et il est possible que la planète soit responsable du bombardement intense tardif que les planètes internes ont connu à un moment de leur histoire.

La majorité des comètes de courte période possèdent un demi-grand axe plus petit que celui de Jupiter. On suppose que ces comètes se sont formées dans la ceinture de Kuiper (La ceinture de Kuiper (parfois appelée ceinture d'Edgeworth-Kuiper, ['kœj.pər] en néerlandais), est une zone du système solaire s'étendant...) au-delà de l'orbite de Neptune. Lors d'approches de Jupiter, leur orbite aurait été perturbée vers une période plus courte, puis rendue circulaire par interaction gravitationnelle régulière du Soleil et de Jupiter. Par ailleurs, Jupiter est la planète qui reçoit le plus fréquemment des impacts cométaires.

Astéroïdes troyens

En plus de ses lunes, le champ gravitationnel de Jupiter maintient un grand nombre d’astéroïdes situés aux alentours des points de Lagrange L4 et L5 de l’orbite de Jupiter. Il s’agit de petits corps célestes qui ont la même orbite mais sont situés à 60° en avance ou en retard par rapport à Jupiter. Connus sous le nom d’astéroïdes troyens, le premier d’entre eux (588) Achille a été découvert en 1906 par Max Wolf ; depuis des centaines d’autres troyens ont été découverts, le plus grand étant (624) Hector.

Historique

Observations pré-télescopiques

Jupiter est visible à l'œil nu la nuit et est connue depuis l'Antiquité. Pour les Babyloniens, elle représentait le dieu Marduk ; ils utilisèrent les douze années de l'orbite jovienne le long de l'écliptique (L'écliptique est le grand cercle sur la sphère céleste représentant la trajectoire annuelle du soleil vue de la Terre. Plus précisement, il s'agit de l'intersection de la sphère céleste...) pour définir le zodiaque (Le zodiaque est la zone du ciel autour de l'écliptique où, vus depuis la Terre, le Soleil, la Lune et les planètes du système solaire se déplacent. Le zodiaque est de nos jours...). Les Romains nommèrent la planète d'après le dieu Jupiter. Le symbole astronomique de Jupiter est une représentation stylisée d'un éclair du dieu. Les Grecs l'appelèrent Φα?θων, Phaethon, " ardent ".

Dans les cultures chinoise, coréenne, japonaise et vietnamienne, Jupiter est appelée " l'étoile de bois ", dénomination basée sur les cinq éléments. Dans l'astrologie (L‘astrologie est l'ensemble des systèmes de croyances organisés en vue d'obtenir des renseignements sur les phénomènes terrestres à partir de l'observation des phénomènes célestes. Particulièrement populaire, elle...) védique, les astrologues hindous font référence à Jupiter en tant que Brihaspati, ou " Gurû ".

Le nom " jeudi " est étymologiquement le " jour de Jupiter ". En hindî, jeudi se dit Guruvaar et possède le même sens. En anglais, thursday fait référence au jour de Thor, lequel est associé à la planète Jupiter dans la mythologie nordique.

Observations télescopiques terrestres

Impact de fragments de la comète Shoemaker-Levy
Impact de fragments de la comète (En astronomie, une comète est un petit astre brillant constitué de glace et de poussière du système solaire, dont l'orbite a généralement la forme d'une ellipse très allongée, et...) Shoemaker-Levy

En janvier 1610, Galilée découvrit les quatre satellites qui portent son nom en braquant sa lunette vers la planète. Cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) des premiers corps tournant autour d'un autre corps que la Terre sera pour lui une indication (Une indication (du latin indicare : indiquer) est un conseil ou une recommandation, écrit ou oral.) de la validité de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance...) héliocentrique.

Pendant les années 1660, Cassini utilisa un télescope pour découvrir des taches et des bandes de couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) sur Jupiter et observer que la planète semblait oblongue. Il fut également capable d'estimer la période de rotation de la planète. En 1690, il remarqua que l'atmosphère subit une rotation différentielle.

La grande tache rouge a peut-être été observée en 1664 par Robert Hooke et en 1665 par Jean-Dominique Cassini, mais ceci est contesté. Heinrich Schwabe en produisit le premier dessin détaillé connu en 1831. La trace (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la responsabilité de la Commission européenne dans le...) de la tache fut perdue à de nombreuses occasions en 1665 et 1708 avant de devenir flagrante en 1878. En 1883 et au début du XXe siècle, il fut estimé qu'elle s'estompait à nouveau.

Giovanni Borelli et Cassini réalisèrent des éphémérides des lunes galiléennes. La régularité de la rotation des quatre satellites galiléens sera utilisée fréquemment dans les siècles suivants, leurs éclipses par la planète elle-même permettant de déterminer l'heure (L'heure est une unité de mesure  :) à laquelle était effectuée l'observation. Cette technique sera utilisée un temps pour déterminer la longitude (La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre (ou sur une autre planète).) en mer. Dès les années 1670, on constata que ces événements se produisaient avec 17 minutes de retard lorsque Jupiter se trouvait à l'opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes...) de la Terre par rapport au Soleil. Ole Christensen Rømer en déduisit que l'observation n'était pas instantanée et effectua en 1676 une première estimation de la vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour « célérité », la lumière se manifestant macroscopiquement comme un phénomène ondulatoire), est une constante...).

En 1892, Edward Barnard découvrit Amalthée, le cinquième satellite de Jupiter, à l'aide du télescope de l'observatoire Lick en Californie. La découverte de cet objet assez petit le rendit célèbre rapidement. Amalthée fut le dernier satellite de Jupiter à être découvert par l'observation terrestre : les huit suivants le furent à l'aide de la mission Voyager 1 en 1979.

En 1932, Rupert Wildt identifia des bandes d'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux...) d'ammoniaque et de méthane dans le spectre de Jupiter.

Trois phénomènes anticycolniques, de forme ovale, furent observés en 1938. Pendant plusieurs décennies, ils restèrent distincts. Deux des ovales fusionnèrent en 1998 et absorbèrent le troisième en 2000.

En 1955, Bernard Burke et Kenneth Franklin détectèrent des accès de signaux radios en provenance de Jupiter à 22,2 MHz. La période de ces signaux correspondaient à celle de la rotation de la planète et cette information permit d'affiner cette dernière.

Entre le 16 juillet et le 22 juillet 1994, l'impact de la comète Shoemaker-Levy 9 (La comète Shoemaker-Levy 9 (D/1993 F2) est nommée ainsi car c'est la neuvième comète découverte par Carolyn, Eugene M. Shoemaker et David Levy.) sur Jupiter permit de recueillir de nombreuses nouvelles données sur la composition atmosphérique de la planète. Plus de 20 fragments de la comète sont entrés en collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) avec l'hémisphère sud de Jupiter, fournissant la première observation directe d'une collision entre deux objets du système solaire. L'événement, qui constitue une première dans l'histoire de l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas être...), a été suivi par des astronomes du monde (Le mot monde peut désigner :) entier.

Sondes spatiales

Survols

À partir de 1973, plusieurs sondes spatiales ont effectué des manœuvres de survols qui les ont placé à portée d'observation de Jupiter. Les missions Pioneer 10 (La sonde Pioneer 10 (à ne pas confondre avec la sonde lunaire Pioneer X) lancée le 3 mars 1972 fut le premier objet fabriqué par des humains à quitter le...) et Pioneer 11 (La sonde Pioneer 11 fut lancée environ un an après sa grande sœur Pioneer 10 le 5 avril 1973 par la fusée Atlas/Centaur/TE364-4. Elle avait eu pour mission de survoler et photographier Jupiter. Ensuite, elle dut profiter de...) obtinrent les premières images rapprochées de l'atmosphère de Jupiter et de plusieurs de ses lunes. Elles décrivirent que les champs électromagnétiques dans l'entourage de la planète étaient plus importants qu'attendus, mais les deux sondes y survécurent sans dommage. Les trajectoires des engins permirent d'affiner les estimations de masse du système jovien. Les occultations de leur signaux radios par la planète géante conduisirent à de meilleures mesures du diamètre et de l'aplatissement (L'aplatissement d'une planète est une mesure de son « ellipticité »; une sphère a un aplatissement de 0, alors qu'un disque infiniment mince a un aplatissement de 1.) polaire.

Six ans plus tard, les missions Voyager améliorèrent les connaissances des lunes galiléennes et découvrirent les anneaux de Jupiter. Elles prirent les premières images détaillées de l'atmosphère et confirmèrent que la grande tache rouge était d'origine anticyclonique (une comparaison d'images indiqua que sa couleur avait changé depuis les missions Pioneer). Un tore d'atomes ionisés fut découvert le long de l'orbite de Io et des volcans furent observés à sa surface. Alors que les engins passèrent derrière la planète, ils observèrent des flashs lumineux dans l'atmosphère.

La mission suivante, la sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour étudier à plus ou moins grande distance les corps...) Ulysses, effectua une manœuvre de survol en 1992 afin d'atteindre une orbite polaire autour du Soleil et effectua alors des études de la magnétosphère de Jupiter (La magnétosphère de Jupiter est une cavité créée dans le vent solaire par le champ magnétique de la planète. C'est la plus vaste et la plus puissante magnétosphère planétaire au sein du...). Aucune photographie ne fut prise, la sonde ne possédant aucune caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la vidéo.). Un second survol nettement plus lointain se produisit en 2004.

En 2000, la sonde Cassini, en route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) pour Saturne, survola Jupiter et pris des images en haute résolution de la planète. Le 19 décembre 2000, elle pris une image de faible résolution d'Himalia, trop loin cependant pour observer des détails de la surface.

La sonde New Horizons, en route pour Pluton (Pluton, dont la désignation officielle est (134340) Pluton, est la deuxième plus grande planète naine connue du système solaire et le 10e plus grand astre connu orbitant le Soleil. Originellement considérée comme la plus petite planète...), survola Jupiter pour une manœuvre d'assistance gravitationnelle (L'assistance gravitationnelle, dans le domaine de l'astronautique, est l'utilisation de l'effet du champ gravitationnel d'un corps céleste sur le vecteur vitesse d'un engin...). L'approche minimale s'effectua le 28 février 2007. Le système jovien fut imagé à partir du 4 septembre 2006 ; les instruments de la sonde affinèrent les éléments orbitaux des lunes internes de Jupiter, particulièrement Amalthée. Les caméras de New Horizons photographièrent des dégagements de plasma par les volcans de Io et plus généralement des détails des lunes galiléennes.

Résumé des survols
Sonde Date Distance (km)
Pioneer 10 3 décembre 1973 130 000
Pioneer 11 4 décembre 1974 34 000
Voyager 1 5 mars 1979 349 000
Voyager 2 9 juillet 1979 570 000
Ulysses Février 1992 409 000
Février 2004 240 000 000
Cassini 30 décembre 2000 10 000 000
New Horizons 28 février 2007 2 304 535

Galileo (Galileo est le nom du futur système de positionnement par satellites européen, en test depuis 2004, qui commencera à être utilisable en 2010 et le sera pleinement en 2012.)

Actuellement (mai 2007), la sonde Galileo (Galileo fut une sonde spatiale américaine (conçue par la NASA) conçue pour l'étude de la planète Jupiter et de ses lunes, lancée le 18 octobre 1989 à partir de la navette spatiale Atlantis. Elle porte le nom de...) est le seul engin à avoir orbité Jupiter. Galileo entra en orbite autour de la planète le 7 décembre 1995, pour une mission d'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) de près de 8 années. Elle survola à de nombreuses reprises les satellites galiléens et Amalthée, apportant des preuves à l'hypothèse d'océans liquides sous la surface d'Europe et confirmant le volcanisme d'Io. La sonde fut également témoin de l'impact de la comète Shoemaker-Levy 9 en 1994 lors de son approche de Jupiter. Cependant, bien que les informations glanées par Galileo furent nombreuses, l'échec du déploiement de son antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur) les ondes électromagnétiques.) radio à grand gain limita les capacités initialement prévues.

Galileo lâcha une petite sonde à l'intérieur de l'atmosphère jovienne pour en étudier la composition en juillet 1995. Cette sonde pénétra l'atmosphère le 7 décembre 1995. Elle fut freinée par un parachute (Le parachute est un dispositif destiné à freiner le mouvement, principalement vertical d'un objet ou d'une personne.) sur 150 km d'atmosphère, collectant des données pendant 57,6 minutes avant d'être écrasée par la pression (22 fois la pression habituelle sur Terre, à une température de 153 °C). Elle a fondu peu après, et s'est probablement vaporisée ensuite. Un destin que Galileo expérimenta de façon plus rapide le 21 septembre 2003, lorsqu'elle fut délibérément projetée à l'intérieur de l'atmosphère à plus de 50 km/s, afin d'éviter toute possibilité d'écrasement ultérieur sur Europa.

Missions futures

La NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable du...) étudie Juno, une mission d'étude détaillée de Jupiter selon une orbite polaire, qui pourrait être lancée en 2010.

À cause de la possibilité d'un océan (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a commencé en 2004 et produit en 2009.) liquide sur Europe, les lunes glacées de Jupiter ont éveillé un grand intérêt. Une mission fut proposée par la NASA pour les étudier tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) spécialement. Le JIMO (Jupiter Icy Moons Orbiter) devait être lancé après 2012, mais la mission fut estimée trop ambitieuse et son financement fut annulé.

Observation

Photo astronomique prise par un amateur
Photo astronomique prise par un amateur

À l’œil nu, Jupiter a l’aspect d’une étoile blanche très brillante, puisque de par son albédo élevé, son éclat de magnitude atteint les -2,7. Le fait que sa lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée...) ne scintille pas indique qu’il s’agit d’une planète. Pour savoir à coup sûr que c’est Jupiter, il faut constater que Jupiter est plus brillant que toutes les étoiles : il est visible sans peine. Jupiter a, certes, un aspect similaire à celui de Vénus, mais cette autre planète ne se voit que quelque temps avant le lever du Soleil ou quelque temps après son coucher et est bien plus éclatante - c’est sans doute pour cette raison que les anciens lui ont donné le nom de la déesse de la beauté. La consultation d’une carte du ciel à jour permet de lever toute ambiguïté.

La planète est intéressante à observer du fait qu’elle dévoile nombre de détails dans une petite lunette. Comme l’a fait Galilée en 1610, on peut découvrir quatre petits points blancs qui sont les satellites galiléens mentionnés antérieurement. Du fait qu’ils tournent tous assez vite autour de la planète, il est aisé de suivre leurs révolutions : on constate que, d’une nuit à l’autre, Io fait presque un tour complet. On peut les voir passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) dans l’ombre de la planète puis réapparaître. C’est en observant ce mouvement que Roëmer a montré que la lumière voyageait à une vitesse finie. On peut aussi observer la structure des couches gazeuses supérieures de la planète géante. Les bandes nuageuses apparaissent alors parallèles et offrent un spectacle intéressant, mais elles ne deviennent évidentes que lorsque les yeux se sont habitués à l’observation de ces nuances, probablement après quelques semaines.

Un télescope de 25 cm permet d’observer la grande tache rouge et un télescope de 50 cm, plus difficile à trouver sur le marché, permet d’en découvrir toutes les nuances. Cette dernière possibilité est réservée aux amateurs fortunés et aux professionnels, en raison du prix élevé d’un instrument de ce diamètre.

Une autre caractéristique intéressante de Jupiter est qu’elle est la planète dont la rotation sur son axe est la plus rapide, avec une durée de 10 heures. Ceci cause un aplanissement de la planète, également observable (Dans le formalisme de la mécanique quantique, une opération de mesure (c'est-à-dire obtenir la valeur ou un intervalle de valeurs d'un paramètre physique, ou plus généralement une information...) au télescope.

Jupiter dans les œuvres de fiction

  • Dans Micromégas de Voltaire, le personnage éponyme fait un voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel (tourisme) ou professionnel (affaires). Le voyage s'est considérablement développé et démocratisé, au cours...) sur Jupiter. (1752)
  • Le Mythe de Cthulhu de H. P. Lovecraft nomme la planète Ylidiomph. (1928 - ...)
  • Dans le pulp Captain Future de Edmond Moore Hamilton, qui deviendra célèbre via l’adaptation animée (Capitaine Flam), Jupiter (Mégara dans le dessin animé) est le sanctuaire (En anthropologie religieuse un sanctuaire (de sanctus, « sacré») est généralement un lieu ou édifice rendu ou devenu sacré (c'est-à-dire 'appartenant à...) d’une ancienne civilisation, dont un dictateur (l’Empereur de l’Espace) tente de s’approprier l’héritage (1937)
  • Dans une nouvelle traitant de l’invention des champ de force (concept fictif), Isaac Asimov (Isaac Asimov, né vers le 2 janvier 1920 à Petrovitchi en Russie et mort le 6 avril 1992 à New York aux États-Unis, est un écrivain américain, naturalisé en 1928, surtout...) place Jupiter et l’immense pression près de son centre au cœur de son récit, comme enjeu[réf. nécessaire].
  • Dans la quadrilogie de l’Odyssée de l'espace d’Arthur C. Clarke, Jupiter est rebaptisée Lucifer après être devenue le deuxième soleil du système solaire. (1968, 1982, 1988, 1997)
  • Sailor Jupiter est l’un des personnages principaux de l’anime Sailor Moon. Ses techniques de combat ont trait à Jupiter : force herculéenne et lancer d’éclairs. (1992)
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