NG # 10 : PLANETOLOGIE & EXOPLANETOLOGIE : JUPITER & SES LUNES

24 déc. 2017

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Présentation de la planète : 5^ème planète du Système solaire externe, la plus massive et la plus volumineuse.

Nom chinois : Mùxing, étoile des bois ou Suixing, étoile de l’année.

planète Jupiter, sonde spatiale Voyager 2, mission spatiale, lunes galiléennes, géante gazeuse, espace, cosmos, vaisseau, navette, fusée — Jupiter, image sonde Voyager 2, 1979

Système : jovien

Année de découverte : Planète connue depuis l’Antiquité. En 1610, Galilée découvre 4 lunes qui orbitent autour de Jupiter.

Distance du Soleil : 778 300 000 km (5 fois la distance Terre-Soleil)

Température de surface :

Masse : 317 fois la Terre

Deux fois plus massive que toutes les autres planètes. La masse jovienne est une unité utilisée pour exprimer la masse des objets substellaires tels que les naines brunes.

Volume : 1321 fois la Terre

Type : Géante gazeuse

Révolution solaire : 11, 86 années terrestres

Révolution planétaire : 10 heures terrestres

Nombre de lunes naturelles :

4 lunes galiléennes : Io, Europe, Ganymède et Callisto
65 lunes dont 50 confirmées : 12 lunes de + de 10 km de Ø, 26 entre 3 et 10 km, 24 entre 1 et 2 km.

Nombre d’anneaux : 3 (le Halo, le Principal, le Gossamer lui-même divisé en 2 parties : l’anneau interne ou d’Amalthée et l’anneau externe ou de Thébé). Système d’anneaux planétaires observés en 1979 par la sonde Voyager 1.

Caractéristique : L’atmosphère des pôles possèdent une rotation plus longue de 5 minutes que celle située à l’Equateur. Présence d’un champ magnétique 14 fois plus puissant que celui de la Terre (déviation des vents solaires). La magnétosphère jovienne permet la formation d’aurores polaires (interactions entre le vent solaire et la haute atmosphère). Elle se contracte et se développe selon les mouvements du vent solaire.

tore, plasma, Io, Jupiter, orbite, anneaux — Modélisation d'un tore

La magnétosphère est à l’origine de 2 phénomènes (en interaction avec la lune Io) :

Tore de plasma : solide géométrique représentant un tube courbé refermé sur lui-même, le plasma étant le 4^ème état de la matière obtenu à haute température.
Tube de flux magnétique : caractérise une région de l’espace où réside un fort champ magnétique, occupant une zone en forme de tube.

Particularité : Grande Tache rouge (anticyclone) : une énorme tempête qui fait le tour d’elle-même en 6 jours sur Terre, soit 14 jours sur Jupiter.

Météorologie : Atmosphère jovienne : 3 couches de nuages distinctes :

couche externe : nuages de glace d’ammoniac
couche intermédiaire : hydrogénosulfure d’ammonium (NH4HS)
couche interne : nuages d’eau et de glace

Formation d’orages électriques très puissants (nuages d’eau + chaleur interne de Jupiter), orages circulant entre la lune Io et Jupiter.

Foudre : 1000 fois plus puissante que sur Terre.

Bancs de nuages circulant le long de certaines latitudes en direction opposées des vents dominants. Les interactions entre ces systèmes circulatoires créent des orages et des turbulences locales telles que la Grande Tache rouge, un anticyclone de 25 000 km de long et 12 000 km de large

Vents violents entre 360 et 600 km/h, cyclones géants.

Composition de l’atmosphère : Hydrogène, hélium, trace de méthane, de vapeur d’eau, ammoniac et très petites quantités de carbone, d’éthane, sulfure d’hydrogène, de néon, d’oxygène, de phosphure d’hydrogène et de soufre, traces de benzène (C6H6) et d’hydrocarbures.

Observation : Visible à l’œil nu, 4^ème objet de la voûte céleste le plus brillant après le Soleil, la Lune et Vénus.

Mission :

Programme Pioneer : Mission de reconnaissance des planètes externes, exploration du Système solaire. Entre 1958 et 1978, 19 sondes Pioneer ont été envoyées la Lune, le Soleil, Jupiter, Saturne et Vénus. Pioneer 10 (Survol de Jupiter) & Pioneer 11 (survol de saturne) avaient pour mission d’étudier les planètes externes.
Programme Voyager : Etudier les planètes extérieures du Système solaire en 1977. Survol de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Le survol des sondes ont permis d’obtenir des informations détaillées sur les atmosphères de Jupiter, Saturne et Uranus, détails sur la structure des anneaux de Saturne, premières images détaillées des anneaux d’Uranus et de Neptune.
Survol de la sonde Cassini en 2000.
Survol de la sonde New Horizons en 2007.
Sonde spatiale Juno : Etude détaillée de la planète Jupiter. Lancée en 2011, mise en orbite polaire autour de Jupiter en juillet 2016.

Instruments d’observation : Pioneer 10 (1972) & Pioneer 11 (1973), Voyager 1 & Voyager 2 (1977).

Anecdote : Possibilité de capter le bruit électromagnétique de la planète Jupiter en modulation d’amplitude (AM) : bruit de petites vagues rapides.

News :

Découverte d’exoplanètes beaucoup plus massives que Jupiter, appelées « Jupiter chaudes » car elles gravitent très près de leur étoile hôte.

Du 16 au 22 juillet 1994 : Impact de la comète Shoemaker-Levy 9 sur Jupiter. 20 fragments de la comète sont rentrés en collision dans l’hémisphère sud de la planète.

21 juillet 2009 : Observation d’un nouvel impact au pôle sud de Jupiter. Au total, 6 objets se sont écrasés sur la planète.

13 octobre 2015 : Publication d’une vidéo détaillée de la surface de la planète, images captées par le télescope spatial Hubble (NASA).

Août 2016 : des news de Jupiter

Objectif : Mission sonde Juno : Cartographier Jupiter de manière très détaillée. Permet de comprendre la formation des planètes et du Système solaire.

Première étude : Description de tempêtes massives regroupées autour des pôles de Jupiter. Caractéristiques ovales et chaotiques qui sont en réalité des cyclones gigantesques, mesurant jusqu'à 1400 km de large, ce qui représente 10 fois la taille des plus grands cyclones terriens. Les orages atteignent plus de 100 km de haut dans l'atmosphère de la planète.

Analyse de l'atmosphère jovienne :

Panache d'ammoniaque provenant de la zone équatoriale, formant des systèmes météorologiques géants qui s'élèvent bien au-delà des nuages.

Champ magnétique énorme et puissant, bien plus dynamique que celui de la Terre.

Les bandes de signature de Jupiter disparaissent près des pôles. Ce sont des tempêtes tourbillonnaires pouvant atteindre la taille de la planète Mars.

Deuxième étude : Champ magnétique bosselé pouvant provenir d'un processus proche de la surface de la planète. Ce qui est très différent du champ magnétique terrestre, qui provient du noyau de fer liquide en-dessous de la croûte.

Découverte d'étranges aurores bleues et violettes, détectées par la sonde Juno lorsqu'elle survolait les pôles. Sur Terre, ces aurores se produisent également aux pôles, elles sont constituées de particules chargées du vent solaire et sont canalisées à travers la magnétosphère terrestre de ces régions.

Les scientifiques ont donc pensé que ces aurores bleues sur la planète, correspondent à un flux similaire d'électrons se déversant dans l'atmosphère jovienne.

Actuellement, la sonde Juno a déjà effectué 5 survols de Jupiter, sur les 33 prévus par la mission qui vise à effectuer une cartographie complète de la géante gazeuse.

Dernier survol de Jupiter : 11 juillet 2017 dont l'objectif a été d'analyser l'emblématique Grande Tache rouge.