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Chifres clés

Données orbitales :

• Distance par rapport au Soleil : 741 à 816 millions de km soit 47,95 à 5,45 UA
• Période orbitale : 11,86 années
• Durée d’une journée : 9,93 heures
• Excentricité orbitale : 0,00484
• Inclinaison orbitale : 1,3°
• Inclinaison axiale : 3,12°
• Nombre de satellites connus: 955
• 4 satellites majeurs: Io, Europe, Ganymède, Callisto

Données physiques :

• Diamètre : 142 9984 km, soit 11,2% de la la Terre
• Masse : 1 900 0000 milliards de milliards de tonnes soit 318% de la Terre
• Volume : 143 000 000 millions de km³ soit 132% de la Terre
• Densité moyenne : 0,690 g/cm³
• Gravité : 2,39 de la Terre
• Vitesse parabolique : 59 523 km/s
• Température à la surface :-163 à -121° C
• Densité moyenne : 1,33 g/cm³

Composition atmosphérique :

• Hydrogène : 96%
• Hélium : 3%
• Méthane : 0,4%
• Ammoniaque : 0,01%
• Deutérure d’hydrogène : 0,001%

Les caractéristiques de Jupiter

Visible à l'œil nu dans le ciel nocturne et même habituellement le quatrième objet le plus brillant de la voûte céleste (après le Soleil, la Lune et Vénus), Jupiter est connue depuis l'Antiquité.

Jupiter est la cinquième planète du Système solaire par ordre d'éloignement au Soleil, et la plus grande par la taille et la masse devant Saturne, qui est comme elle une planète géante gazeuse. Elle est même plus volumineuse que toutes les autres planètes réunies.

La planète est assez grosse pour absorber 1 300 fois la Terre. Elle ne possède aucune surface solide, ce n'est qu'une boule géante de gaz. Sa gravité est très importante, elle tourne si vite (9,93 heures) qu'elle gonfle de 11% au niveau de l'équateur. Dans son atmosphère multicolore et agitée, encombrée de nuages, on distingue une grande tache rouge. Il s'agit d'une tempète anticyconique qui s'étent sur le territoire trois fois plus gros que notre planète et qui ne décolère pas depuis au moins deux cents ans. L'amas de lunes qui entourent Jupiter ressemble à un système solaire miniature, un mini système planétaire en soi. C'est Gallilée, en 1610, qui observe ses quatre plus gros statellites (les premiers découverts grâce à une lunette astronomique). Ils seront baptisés Io, Europe, Ganymède de Callisto. Si cette découverte fournit au savant florentin un nouvel indice en faveur de la théorie hélicentrique (tout ne tourne pas autour de la Terre), elle lui vaudra quelques ennuis avec l'Eglise...

Il faut attendre la conquète spatiale pour en apprendre plus sur Jupiter. Les survols effectués par Piooneer 10 et 11 en 1973, puis par Voyager six ans plus tard fournirons les premières images détaillées de l'atmosphère de Jupiter, de son champ magnétique et de ses lunes.
Plus tard, Gallileo, seule sonde à s'être satellisée autour du Jupiter, le 7 décembre 1995 confirmera le volcanisme de Io et les océans souterrains d'Europe. Elle sera aux premières loges por assister à un évènement majeur : la collision de la comète Shoemaker-Levy9 sur Jupiter en 1994.

A la surface de cette immense boule d'hydrogène et d'hélium s'agittent en permanence des bandes nuageuses mues par l'impresionnante vitesse de rotation de la planète (La plus rapide de tout le Système solaire : Jupiter tourne sur elle même en moins de 10 heures). Résultat : des tempètes larges jusqu'à trois fois la Terre et sevissant depuis plusieurs siècles à l'immage de la "Grande Tache rouge", des orages électriques 1000 fois plus puissants que sur Terre, des vents pouvant atteindre 600 km/h.
La haute atmosphère ne tourne pas à la même vitesse, elle est plus rapide à l'équateur qu'aux pôles. Ce chaos apparent possède ses propres cycles. observable depuis la Terre avec l'apparition et la disparition de bandes nuageuses.

Le magnétisme le plus puissant du Sytème solaire

La rotation ultrarapide de Jupiter alimente un cham magnétique particumièrement intense. Il semble puiser son origine dans l'hydrogène qui entoure son noyau, tellement comprimé qu'il se comprte comme du métal en fusion.
Ce champ magnétique est le plus puissant du Système solaire : 14 fois cellui de la Terre. La magnétosphère s'étend, elle, à à une distace de 50 à 1000 fois la taille du Jupiter compliquant l'exploration par les sondes de l'environnement de la planète. Et sous l'effet des vents solaires, elle peut s'allonger au delà de l'orbite de Saturne et etient des particules ionisés et des gaz.

Les astéroïdes Troyens

Les astéroïdes troyens de Jupiter, ou simplement astéroïdes troyens quand il n'y a pas d'ambiguïté, sont des astéroïdes qui partagent l'orbite de la planète Jupiter autour du Soleil, aux alentours des points de Lagrange L4 et L5 du système Soleil-Jupiter, c'est-à-dire 60° en avance ou en retard sur Jupiter.

Ils forment un groupe d'astéroïdes divisé en deux sous-groupes dits « camp grec » et « camp troyen » autour de respectivement L4 et L5 clairement identifiable, les deux groupes voisins, le groupe de Hilda et le groupe des centaures, étant sensiblement moins densément peuplés.

Historique

Le mathématicien Joseph-Louis Lagrange, dans son Essai sur le problème des trois corps publié en 1772, montre l'existence de quelques situations stables dans le cas d'un corps de faible masse relativement à celles des deux autres. Ces situations définissent les 5 points de Lagrange correspondant chacun à une zone de stabilité pour le petit corps. Cette question du problème à trois corps passionne les mathématiciens et les sociétés savantes tout au long du 19e siècle.

En février 1906, l'astronome allemand Max Wolf découvre un astéroïde sur une orbite proche de celle de Jupiter. Il décide de le nommer (588) Achille, d'après Achille, un des héros de L’Iliade. Sa position est rapidement comprise comme assimilable au point de Lagrange L4 du système Soleil-Jupiter, tel que défini par le mathématicien quelque 130 ans plus tôt. Les astronomes portent donc naturellement leurs regards vers le point L5 où un astéroïde est rapidement découvert en octobre de la même année. Il est décidé de le nommer (617) Patrocle, en référence à Patrocle, autre héros de L'Iliade. Le principe de nommer cette nouvelle famille d'astéroïdes en référence aux personnages de la guerre de Troie se stabilise dès cette époque. De nouveaux « troyens » sont progressivement découverts les années suivantes : (624) Hector (1907, en L4), (659) Nestor (1908, en L4), (884) Priam (1917, en L5), (911) Agamemnon (1919, en L4), etc. Une douzaine sont connus en 1950.

Les caractéristiques physiques

Le plus grand troyen de Jupiter est (624) Hector. Il s'agit d'un objet allongé de 370 km de long sur 195 km de large pour un diamètre moyen d'environ 225 km4. La base de données du JPL5 consultée le 20 juillet 2019 recense 17 troyens avec un diamètre moyen supérieur à 100 km et montre qu'environ deux tiers des troyens ont une magnitude inférieure à 14, ce qui correspond à un diamètre proche de 10 km ou supérieur.

Une majorité des troyens dont on a pu caractériser la classe spectrale sont de type D. Cela suggère, en accord avec le modèle de Nice, que les troyens joviens (de même que d'autres astéroïdes de la périphérie externe de la ceinture principale tels que ceux du groupe de Hilda) pourraient être des restes érodés des planétésimaux présents aux premiers âges du Système solaire, déplacés dans cette zone lors des migrations des planètes géantes.

Exploration

En 2024, aucune sonde spatiale n'a encore visité un astéroïde troyen de Jupiter. En 2017, dans le cadre de son programme Discovery, la NASA retient la mission Lucy dont l'objectif est spécifiquement l'étude des troyens de Jupiter. Le lancement de la sonde a eu lieu le 16 octobre 2021 à 9 h 34 UTC depuis Cap Canaveral. Le déroulement de la mission prévoit le survol de (52246) Donaldjohanson, un astéroïde de la ceinture principale, puis le survol successif de cinq troyens, entre 2027 et 2033 :

• en août 2027, (3548) Eurybate, astéroïde de type C situé en L4 ;
• en septembre 2027, (15094) Polymèle, astéroïde de type P situé en L4 ;
• en avril 2028, (11351) Leucos, astéroïde de type D situé en L4 ;
• en novembre 2028, (21900) Oros, astéroïde de type D situé en L4 ;
• en mars 2033, (617) Patrocle et sa lune Ménétios, un système binaire de type P situé en L5.

Le responsable scientifique de la mission, Harold F. Levison, est un des quatre chercheurs à l'origine du modèle de Nice. Ce scénario décrivant la formation du Système solaire prévoit entre autres que les troyens de Jupiter seraient des « fossiles » des planétésimaux primitifs à l'origine des planètes. La mission vise notamment à conforter et enrichir ce modèle.

Pour en savoir plus

"Les Troyens de Jupiter et la mission LUCY en route pour les explorer". Vidéo de Raphaël Marschall - Collège de France le 6 novembre 2024.

Les 4 satellites galiléens de Jupiter

"Ce « portrait de famille », une représentation composite du système jovien, comprend le bord de Jupiter avec sa Grande Tache Rouge et les quatre plus grandes lunes de Jupiter, appelées satellites galiléens. De haut en bas, les lunes représentées sont Io, Europe, Ganymède et Callisto.

La Grande Tache rouge, une tempête dans l'atmosphère de Jupiter, a au moins 300 ans. Les vents soufflent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour de la Grande Tache rouge à environ 400 kilomètres par heure. La tempête est plus grande qu'un diamètre terrestre du nord au sud et plus de deux diamètres terrestres d'est en ouest. Sur cette vue oblique, la Grande Tache rouge apparaît plus longue dans la direction nord-sud.

Europe, la plus petite des quatre lunes, a à peu près la taille de la lune de la Terre, tandis que Ganymède est la plus grande lune du système solaire. Le Nord est en haut de cette image composite dans laquelle la planète massive et ses plus gros satellites ont tous été mis à l'échelle à un facteur commun de 15 kilomètres (9 miles) par élément d'image." Texte de la légende issu de la NASA.

Io

Données orbitales

• Distance par rapport à Jupiter : 420 000 à 423 000 km
• Période de révolution : 1,77 jour
• Durée d'un jour : 1.77 jour
• Vitesse orbitale : 17,4 à 7,3 km/s
• Excentricité orbitale : 0,004
• Inclinaison orbitale : 0,05°
• Inclinaison axiale : 0°

Données physiques :

• Diamètre : 3 643 km soit 28% de la Terre
• Masse : 89 milliards de milliards de tonnes soit 1% de la Terre
• Volume : 25 000 millions de km³ soit 2% de la Terre
• Gravité : 18,3% de la Terre
• Vitesse parabolique : 2,558 km/s
• Température à la surface :-183 à -143° C
• Densité moyenne : 3,57 g/cm³

Composition atmosphérique :

• Dioxyde de souffre : 90%
• Monoxyde de souffre : 3%
• Méthane : 0,4%
• Clorure de sodium : 3%
• Oxygène : 2%

Io, est un satellite naturel de Jupiter. C'est la troisième plus grande lune galiléenne et celle ayant l'orbite la plus proche de Jupiter, possédant un demi-grand axe de 421 800 km et une période de révolution d'environ 42 heures. C'est aussi la quatrième plus grande lune du Système solaire, la plus dense, celle qui a la plus forte gravité de surface et l'objet connu du Système solaire le plus pauvre en eau.

Io Avec plus de 400 volcans actifs, Io est l'objet le plus géologiquement actif du Système solaire. Cette activité géologique extrême est le résultat d'un réchauffement par effet de marée dû au frottement engendré à l'intérieur de la lune par ses interactions gravitationnelles avec Jupiter et les autres satellites galiléens — notamment Europe et Ganymède avec lesquelles elle est en résonance orbitale. Ces volcans produisent des panaches de soufre et de dioxyde de soufre qui s'élèvent à plusieurs centaines de kilomètres au-dessus de la surface, puis recouvrent les vastes plaines de la lune d'une couche givrée de matériaux. Les panaches, associés aux coulées de lave pouvant s'étendre sur plus de 500 km de longueur, produisent de grands changements de surface et la peignent dans diverses nuances de jaune, rouge, blanc, noir et vert. Les matériaux produits par ce volcanisme constituent, d'une part, l'atmosphère mince et inégale de Io, et produisent, d'autre part, un grand tore de plasma autour de Jupiter du fait de leur interaction avec la magnétosphère de la planète.

Europe

Données orbitales

• Distance par rapport à Jupiter : 664 000 à 678 000 km
• Période de révolution : 3,55 jours
• Durée d'un jour : 3,55 jours
• Vitesse orbitale : 13,9 à 13,6 km/s
• Excentricité orbitale : 0,0101
• Inclinaison orbitale : 0,47°
• Inclinaison axiale : 0,1°

Données physiques :

• Diamètre : 3 122 km soit 25% de la Terre
• Masse : 48 milliards de milliards de tonnes soit 1% de la Terre
• Volume : 15 900 millions de km3 soit 1% de la Terre
• Gravité : 0,134 fois celle de la Terre
• Vitesse parabolique : 2,026 km/s
• Température à la surface :-223 à -148° C
• Densité moyenne : 3,02 g/cm³

Composition atmosphérique :

• Dioxyde de souffre : 90%
• Monoxyde de souffre : 3%
• Méthane : 0,4%
• Clorure de sodium : 3%
• Oxygène : 2%

Europe est la plus petite lune galiléenne et la sixième lune la plus proche de la planète parmi les 95 connues de Jupiter , possédant un demi-grand axe de 671 100 km et une période de révolution d'environ 85 heures. Par ailleurs, elle est la sixième plus grande lune du Système solaire avec un diamètre de 3 122 km.

Légèrement plus petite que la Lune, Europe est principalement constituée de roches silicatées et d'une croûte de glace d'eau, ainsi que probablement d'un noyau de fer et de nickel. Elle possède une très mince atmosphère, composée principalement d'oxygène. Sa surface présente notamment des stries glaciaires et des fissures appelées lineae, mais peu de cratères d'impact.

Un océan sousterrain

Europe possède la surface la plus lisse de tous les objets célestes connus du Système solaire. Cette surface jeune, d'un âge estimé à 100 millions d'années, et sans relief, associée à la présence d'un champ magnétique induit, conduit à l'hypothèse que, malgré une température de surface moyenne de 90 K (−183 °C), elle posséderait un océan d'eau souterrain d'une profondeur de l'ordre de 100 km qui pourrait éventuellement abriter une vie extraterrestre.

Le modèle prédominant suggère que le réchauffement par effet de marée dû à son orbite légèrement excentrique, maintenue par sa résonance orbitale avec Io et Ganymède, permet à l'océan de rester liquide et entraînerait un mouvement de glace similaire à la tectonique des plaques, la première activité de ce type constatée sur un autre objet que la Terre. Du sel observé sur certaines caractéristiques géologiques suggère que l'océan interagit avec la croûte, fournissant également une source d'indices pour déterminer si Europe pourrait être habitable.

En outre, le télescope spatial Hubble a détecté l'émission de panaches de vapeur d'eau similaires à ceux observés sur Encelade, une lune de Saturne, qui seraient causés par des geysers en éruption et qui permettraient éventuellement de détecter des traces de vie sans avoir à utiliser d'atterrisseur, aucune sonde n'ayant jamais atterri sur cette lune.

Observation

Observée pour la première fois en janvier 1610 par Galilée avec les autres satellites galiléens, elle a été nommée ainsi par l'astronome Simon Marius — celui-ci affirmant par ailleurs avoir découvert l'astre en premier. En plus des observations télescopiques terrestres, cette lune est étudiée à partir des années 1970 par une succession de survols de sondes spatiales, des programmes Pioneer puis Voyager jusqu'à la mission Galileo, lancée en 1989 et achevée en 2003, qui fournit l'essentiel des données actuelles sur Europe. Deux nouvelles missions sont prévues : Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) de l’Agence spatiale européenne, lancée en avril 2023 et destinée à l'étude de Ganymède, mais qui comprendra deux survols d'Europe, et une mission de la NASA destinée à l'étude d'Europe, Europa Clipper, lancée en octobre 2024.

Europa Clipper a été lancée le 16 octobre 2024

Europa Clipper est la première mission conçue pour mener une étude détaillée d'Europe, la lune de Jupiter. Des preuves scientifiques suggèrent que les ingrédients nécessaires à la vie pourraient exister sur Europe dès maintenant. Le vaisseau spatial parcourra 2,9 milliards de kilomètres pour atteindre Jupiter en avril 2030. Il orbitera autour de Jupiter et effectuera 49 survols rapprochés d'Europe.

• Lancement : 14 octobre 2024.
• Mission : Déterminer si Europe présente des conditions propices à la vie.
• Les trois principaux objectifs scientifiques de la mission sont de comprendre la nature de la couche de glace et de l'océan qui se trouve en dessous, ainsi que la composition et la géologie de la lune. L'exploration détaillée d'Europe par la mission aidera les scientifiques à mieux comprendre le potentiel astrobiologique de mondes habitables au-delà de notre planète.
• Survols : Europa Clipper effectuera des dizaines de survols rapprochés d'Europe, afin de recueillir des mesures détaillées pour étudier Europe. La sonde, en orbite autour de Jupiter, effectuera près de 50 survols d'Europe à des altitudes de rapprochement aussi basses que 25 kilomètres au-dessus de la surface, survolant un endroit différent à chaque survol pour scanner la quasi-totalité d'Europe.

Tout savoir sur Europa Clipper

Ganymède

Données orbitales

• Distance par rapport à Jupiter : 845 000 à 1 290 000 km
• Période de révolution : 7,15 jours
• Durée d'un jour : 7 jours et 3 heures
• Vitesse orbitale : 13,5 à 8,8 km/s
• Excentricité orbitale : 0,21
• Inclinaison orbitale : 0,2°
• Inclinaison axiale : 0,33°

Données physiques :

• Diamètre : 5 262 m soit 0,41% de la Terre
• Masse : 148 milliards de milliards de tonnes soit 2% de la Terre
• Volume : 76 300 millions de km³ soit 7% de la Terre
• Gravité : 14,6%, de celle de la Tere
• Vitesse parabolique : 2,742 km/s
• Température à la surface :-203 à -121° C
• Densité moyenne : 3,02 g/cm³

Composition atmosphérique :

• Oxygène : 99,99 %
• Hydrogène : 0,001%

Découverte

Ganymède a été découvert par l'astronome italien Galilée le 7 janvier 1610. Cette découverte, ainsi que celle de trois autres grandes lunes autour de Jupiter, a été la première découverte d'une lune en orbite autour d'une planète autre que la Terre. Cette découverte a finalement permis de comprendre que les planètes de notre système solaire gravitent autour du Soleil, au lieu de tourner autour de la Terre.

Caractéristiques générales

• Sur l'échelle des distances au centre de Jupiter, il s'agit du septième satellite naturel connu de Jupiter et du troisième satellite galiléen.
• Terminant une orbite en approximativement sept jours terrestres, il participe à une résonance orbitale dite de Laplace, de type 1:2:4, avec Europe et Io.
• D'un diamètre de 5 268 kilomètres, dépassant de 8 % celui de la planète Mercure et de 2 % celui de Titan, la plus grande lune de Saturne, Ganymède est le plus gros satellite naturel de Jupiter et le plus gros de tout le Système solaire.
• Étant constitué en quantités à peu près égales de roches silicatées et de glace d'eau, sa masse n'est que 45 % de celle de Mercure (constituée de roches et de métaux), mais reste la plus importante de tous les satellites planétaires du Système solaire, atteignant 2,02 fois celle de la Lune.
• C'est le seul satellite du Système solaire connu possédant une magnétosphère, probablement créée par convection à l'intérieur du cœur ferreux liquide. Sa faible magnétosphère est comprise à l'intérieur du champ magnétique beaucoup plus important de Jupiter et connectée à lui par des lignes de champ ouvertes.
• Ganymède a une fine atmosphère qui contient de l'oxygène atomique (O), du dioxygène (O2) et peut-être de l'ozone (O3) ; de l'hydrogène atomique est également présent en faible proportion. On ignore encore si le satellite possède une ionosphère associée à son atmosphère ou non.

Orbite

Ganymède orbite en moyenne à 1 070 400 kilomètres de Jupiter, soit au troisième rang des satellites galiléens et au septième rang des satellites naturels connus de la planète18. Il accomplit une révolution tous les sept jours et trois heures. Comme la plupart des lunes, la rotation de Ganymède est verrouillée par les effets de marée gravitationnelle, ce qui fait que le satellite a une face tournée en permanence vers Jupiter. Son orbite est très légèrement excentrique et inclinée au niveau de l'équateur jovien, dont l'excentricité et l'inclinaison changent quasi-périodiquement sous l'effet des perturbations gravitationnelles solaire et planétaire sur une échelle de temps de plusieurs siècles. Les gammes de changement sont respectivement de 0,0009–0,0022 et 0,05–0,32°20. Ces variations orbitales font osciller l'inclinaison de l'axe (l'angle entre l'axe de rotation et l’axe orbital) entre 0 et 0,33°21.

Raisonance de Laplace entre Ganymède, Europe et Io

Ganymède est en résonance orbitale avec Europe et Io : pour chaque révolution de Ganymède autour de Jupiter, Europe en effectue deux, et Io quatr. La conjonction supérieure entre Io et Europe se produit toujours lorsque Io est à son périzène (au plus près de Jupiter) et Europe à son apozène (au plus loin de Jupiter). La conjonction supérieure entre Europe et Ganymède se produit quand Europe est à son périzène. Les longitudes des conjonctions Io–Europe et Europe–Ganymède changent au même rythme, ce qui empêche toute triple conjonction des lunes. Une résonance complexe de ce genre est appelée « résonance de Laplace ».

Structure interne

Ganymède est constitué de trois couches principales : un noyau de fer métallique en son centre, une enveloppe sphérique de roche (manteau) entourant le noyau et une enveloppe sphérique principalement constituée de glace entourant l'enveloppe rocheuse. La surface correspond au sommet de l'enveloppe de glace. Les scientifiques ont découvert des amas irréguliers sous la surface glacée de Ganymède. Ces masses irrégulières pourraient être des formations rocheuses, soutenues par l'enveloppe glacée de Ganymède depuis des milliards d'années.

Des modèles informatiques montrent que Ganymède pourrait être constitué de glace et d'océans empilés en plusieurs couches. Les scientifiques ont d'abord soupçonné Ganymède d'avoir un océan souterrain dans les années 1970. La sonde spatiale Galileo a découvert le champ magnétique de Ganymède en 1996, fournissant des preuves à l'appui de cette théorie.

Le télescope spatial Hubble de la NASA a découvert de nouvelles preuves de l'existence d'un océan d'eau salée souterrain et d'une fine atmosphère d'oxygène sur Ganymède.

Océan sous glacière

Dans les années 1970, les scientifiques de la NASA soupçonnent la présence d'un épais océan entre deux couches de glace, l'une en haut et l’autre en bas.

Dans les années 1990, la sonde Galileo de la NASA survole Ganymède et confirme l'existence de l'océan lunaire.

Une étude publiée en 2014 prenant en compte la thermodynamique réaliste pour l'eau et les effets du sel suggère que Ganymède pourrait posséder plusieurs couches d'océans séparées par différentes phases de glace. La couche liquide la plus basse serait juste à côté du manteau rocheux. Le contact entre la roche et l'eau pourrait être un facteur important dans l'origine de la vie. L'étude mentionne aussi qu'à cause des profondeurs extrêmes (environ 800 km jusqu'au « fond marin » rocheux), les températures au bas d'un océan convectif (adiabatique) peuvent aller jusqu'à 40 K au-dessus de celles de l'interface glace-eau.

En mars 2015, des chercheurs rapportent que des mesures effectuées par le télescope spatial Hubble prouvaient la présence d'un océan sous-glaciaire sur Ganymède en étudiant comment ses aurores se déplacent à la surface.

En mars 2015, le télescope spatial Hubble de la NASA a découvert la meilleure preuve à ce jour de l'existence d'un océan d'eau salée souterrain sur Ganymède en étudiant comment ses aurores se déplacent à la surface. Un grand océan d'eau salée contenant plus d'eau que tous les océans de la Terre réunis affecte le champ magnétique de Ganymède, et donc ses aurores.

On estime que l'océan contient plus d'eau que toute l'eau de la surface terrestre. L'océan de Ganymède est estimé à 100 kilomètres d'épaisseur (soit 10 fois plus profond que l'océan terrestre) et serait enfoui sous une croûte de 150 kilomètres d'épaisseur, principalement constituée de glace. L'identification de l'eau liquide est cruciale dans la recherche de mondes habitables au-delà de la Terre et dans la recherche de la vie telle que nous la connaissons.

Surface

Ganymède présente deux types de relief distincts : de grandes régions de crêtes lumineuses et des rainures qui traversent des terrains plus anciens et plus sombres. Cela suggère aux scientifiques que la croûte de Ganymède a été soumise à des tensions dues à des processus tectoniques mondiaux. La sonde spatiale Juno de la NASA a pris les images les plus récentes de la surface de Ganymède lors de survols en juin 2021.

Quarante pour cent de la surface est recouverte de régions sombres fortement cratérisées , et les soixante pour cent restants sont recouverts d'un terrain clair et rainuré , qui forme des motifs complexes sur toute la lune. Certaines de ces crêtes sillonnent la surface de Ganymède sur des milliers de kilomètres. Les grands cratères de Ganymède sont pour la plupart plats, probablement en raison de leur tassement dans la surface glacée molle. Des rayons d'éjection brillants et sombres peuvent être observés autour des cratères de Ganymède.

En 2004, des scientifiques ont découvert des amas irréguliers sous la surface glacée de Ganymède. Ces masses irrégulières pourraient être des formations rocheuses, soutenues par la coquille glacée de Ganymède depuis des milliards d'années. Cela indique aux scientifiques que la glace est probablement suffisamment solide, au moins près de la surface, pour empêcher de telles masses rocheuses de s'enfoncer au fond de la glace. Cependant, cette anomalie pourrait également être causée par des amas de roches au fond de la glace.

Seul satellite à avoir un champ magnétique

Ganymède est le seul satellite connu à posséder son propre champ magnétique , une découverte réalisée par la sonde spatiale Galileo de la NASA en 1996. Le champ magnétique provoque des aurores boréales, qui sont des rubans de gaz électrifiés, chauds et brillants, dans les régions entourant les pôles nord et sud de la lune. Comme Ganymède est proche de Jupiter, son champ magnétique est intégré dans le champ magnétique de Jupiter.

Lorsque le champ magnétique de Jupiter change, les aurores boréales de Ganymède changent également, oscillant d'avant en arrière. C'est en observant le mouvement oscillant des deux aurores boréales qu'une équipe de scientifiques dirigée par Joachim Saur de l'Université de Cologne en Allemagne a eu l'idée d'utiliser le télescope spatial Hubble pour en savoir plus sur l'intérieur de la lune.

Callisto

Données orbitales

• Distance par rapport à Jupiter : 1 870 000 à 1 900 000 km
• Période de révolution : 16,69 jours
• Durée d'un jour : 16,69 jours
• Vitesse orbitale : 8,3 à 8,1 km/s
• Excentricité orbitale : 0,007
• Inclinaison orbitale : 0,19°
• Inclinaison axiale : 0°

Données physiques :

• Diamètre : 4 821 km soit 0,38% de la Terre
• Masse : 108 milliards de milliards de tonnes soit 2% de la Terre
• Volume : 58 700 millions de km³ soit 5% de la Terre
• Gravité : 12,6%, de celle de la Tere
• Vitesse parabolique : 2,441 km/s
• Température à la surface :-193 à -108° C
• Densité moyenne : 1,851 g/cm³

Composition atmosphérique :

• Dioxyde ce carbone : 99 %
• Oxygène: 1%

Découverte

Callisto est la deuxième plus grande lune de Jupiter et la troisième plus grande lune de notre système solaire. Elle a à peu près la même taille que Mercure.

Les scientifiques pensent que Callisto et les autres satellites de Jupiter se sont formés dans le disque de matériaux restant de la formation de Jupiter.

Par le passé, certains scientifiques pensaient que Callisto n'était qu'une « lune de vilain petit canard » ennuyeuse et un « morceau de roche et de glace ». En effet, ce monde couvert de cratères ne semblait pas avoir grand-chose à faire : pas de volcans actifs ni de plaques tectoniques en mouvement. Mais des données recueillies par la sonde spatiale Galileo de la NASA dans les années 1990 ont révélé que Callisto pourrait avoir un secret : un océan salé sous sa surface. Cette découverte a placé cette lune autrefois apparemment morte sur la liste des mondes susceptibles d'abriter la vie.

Callisto a été découverte le 7 janvier 1610 par le scientifique italien Galilée en même temps que les trois autres plus grandes lunes de Jupiter : Ganymède, Europe et Io.

Taille et distance

Callisto est la deuxième plus grande lune de Jupiter après Ganymède et la troisième plus grande lune de notre système solaire. Elle est presque aussi grosse que Mercure.

La circonférence de Callisto à son équateur est d'environ 15 144 kilomètres.

Orbite et rotation

Callisto orbite à environ 1 883 000 kilomètres de Jupiter et il lui faut environ 17 jours terrestres (16,689) pour effectuer une orbite complète autour de Jupiter. Callisto est en synchronisation avec Jupiter, ce qui signifie que le même côté de Callisto fait toujours face à Jupiter.

Callisto est environ 1,8 fois plus éloignée de Jupiter que Ganymède, 2,8 fois plus éloignée qu'Europe et 4,5 fois plus éloignée qu'Io, la plus proche lune de Jupiter. Jupiter et ses lunes gravitent autour de notre Soleil à environ 778 millions de kilomètres. Il faut environ 12 années terrestres au système jovien (Jupiter et toutes ses lunes) pour effectuer une orbite autour du Soleil.

Structure

La surface de Callisto est recouverte de glace et de cratères de formes et de tailles diverses, notamment des cratères en forme de bol et des cratères à anneaux multiples.

Les données recueillies par la sonde spatiale Galileo indiquent que Callisto pourrait abriter un océan souterrain et les scientifiques estiment qu'il pourrait se trouver à 250 kilomètres sous la surface. Des recherches plus récentes révèlent que cet océan pourrait être situé plus profondément sous la surface qu'on ne le pensait auparavant, ou qu'il pourrait ne pas exister du tout. S'il existe un océan, il pourrait interagir avec des roches, ce qui donnerait à Callisto une chance de soutenir la vie.

L'intérieur de Callisto pourrait contenir des couches de glace mélangées à de la roche et du métal, s'étendant peut-être jusqu'à son centre.

Surface

La surface rocheuse et glacée de Callisto est la plus ancienne et la plus cratérisée de notre système solaire. Elle a environ 4 milliards d'années et a été martelée, probablement par des comètes et des astéroïdes. Comme les cratères d'impact sont toujours visibles, les scientifiques pensent que le satellite a peu d'activité géologique : il n'y a pas de volcans actifs ni de mouvements tectoniques susceptibles d'éroder les cratères.

Callisto semble parsemée de points blancs brillants que les scientifiques pensent être les sommets des cratères recouverts de glace d'eau.

Atmosphère

En 1999, des scientifiques ont annoncé que le vaisseau spatial Galileo avait détecté une exosphère de dioxyde de carbone très fine (une atmosphère extrêmement fine) sur Callisto lors de ses observations de 1997. Des recherches plus récentes indiquent que Callisto contient également de l'oxygène et de l'hydrogène dans son exosphère.

Potentiel de vie

Callisto fait partie des endroits possibles où la vie pourrait exister dans notre système solaire au-delà de la Terre. Les données recueillies par la sonde spatiale Galileo et les modèles créés par les scientifiques indiquent que Callisto pourrait abriter un océan salé qui interagit avec une couche de roches située à environ 250 kilomètres sous la surface, conditions clés pour la création de la vie. De l'oxygène, un autre signe potentiel de vie, a été détecté dans l'exosphère.

Pour en savoir plus

"Les planètes géantes, leurs satellites et les objets Troyens."

Cours d'Alessandro Morbidelli du Collège de France le 6 novembre 2024.

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