Lune galiléenne - Définition
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Introduction
Les lunes galiléennes sont les quatre satellites naturels de Jupiter découverts par Galilée : Io, Europe, Ganymède et Callisto. Ce sont, de loin, les plus grands satellites de Jupiter.
Caractéristiques
Dimensions
Les quatre lunes galiléennes sont les plus grands satellites du système jovien : la 5e plus grande lune du système, Amalthée, ne fait que 250 km dans sa plus grande dimension, là où Europe, la plus petite des lunes galiléennes, mesure environ 3 100 km de diamètre. Ce sont donc les seuls satellites de Jupiter qui présentent un aspect sphérique et non irrégulier.
À titre de comparaison, Ganymède, le plus grand de tous les satellites naturels connus, est nettement plus grand que Mercure et mesure près des trois-quarts du diamètre de Mars. Dans tout le système solaire, seuls Titan et la Lune ont des dimensions comparables aux lunes galiléennes.
Le tableau ci-dessous regroupe les caractéristiques physiques principales des lunes galiléennes, classées par taille décroissante :
| Lune | Diamètre moyen (km) | Masse (kg) | Masse volumique (g/cm³) |
|---|---|---|---|
| Ganymède | 5 262,4 ± 3,4 | 1,48×1023 | 1,942 ± 0,005 |
| Callisto | 4 820,6 ± 3,0 | 1,08×1023 | 1,834 ± 0,004 |
| Io | 3 643,2 ± 1,0 | 8,93×1022 | 3,528 ± 0,006 |
| Europe | 3 121,6 ± 1,0 | 4,8×1022 | 3,013 ± 0,005 |
Structure interne
Les données collectées par les sondes Voyager et Galileo, sur la densité des lunes galiléennes et la nature de leur croûte, ont permis d'élaborer des modèles pour l'intérieur de chacune d'elles.
Io, Europe et Ganymède possèderaient une structure différenciée, avec un noyau de roches denses (éventuellement métallique dans le cas de Ganymède). Callisto, en revanche, possèderait un intérieur largement indifférencié constitué principalement de glace d'eau et de roches, avec éventuellement un petit noyau.
Intérieur d'Io | 
Intérieur d'Europe | 
Intérieur de Ganymède | 
Intérieur de Callisto |
Orbite
Les lunes galiléennes sont placées sur des orbites faiblement excentriques (moins de 0,009) et peu inclinées par rapport à l'équateur de Jupiter (moins de 0,74°). Io, la plus proche, est située à 421 800 km de Jupiter, soit un peu moins de 6 fois le rayon de la planète. Callisto, la plus éloignée, possède un demi-grand axe égal à 1 882 700 km, soit 26 rayons joviens.
Les orbites d'Io, Europe et Ganymède, les trois lunes les plus internes, présentent un type de résonance orbitale particulier, dite résonance de Laplace : leurs périodes orbitales sont dans un rapport 1:2:4, c'est-à-dire que Europe met deux fois plus de temps qu'Io à parcourir son orbite et Ganymède quatre fois. Leurs phases orbitales sont également liées et empêchent une triple conjonction de se produire.
Callisto, plus éloignée, n'est probablement pas en résonance avec les autres lunes.
Le tableau ci-dessous récapitule les éléments orbitaux des lunes galiléennes :
| Lune | Demi-grand axe (km) | Période orbitale (d) | Excentricité | Inclinaison (°) |
|---|---|---|---|---|
| Io | 421 800 | 1,77 | 0,004 | 0,02 à 0,04 |
| Europa | 671 100 | 3,55 | 0,009 | 0,42 à 0,51 |
| Ganymède | 1 070 400 | 7,16 | 0,002 | 0,06 à 0,30 |
| Callisto | 1 882 700 | 16,69 | 0,007 | 0,15 à 0,74 |
