Juno, la mission spatiale de la NASA a été lancée en 2011 afin d’explorer la planète Jupiter. Depuis, elle nous a ramené de nombreux clichés. Mais revenons sur cette planète qui recèle encore de nombreux mystères.

Jupiter

 

Jupiter comparée à la taille de la Terre - credit NASA/JPL

Jupiter comparée à la taille de la Terre – credit NASA/JPL

Jupiter avec un diamètre de 143 000 km est la plus grosse planète du système solaire (318,25 fois la masse de la terre). Visible à l’œil nu dans le ciel nocturne, elle est, à elle-seule, deux fois et demi plus massive que toutes les autres planètes du système solaire réunies.

A l’opposé des planètes telluriques comme Mercure, Vénus, la Terre et Mars, elle est classée dans les planètes géantes gazeuses comme Saturne, Uranus et Neptune. C’est un corps fluide sans surface solide composé d’hydrogène (86%), d’hélium (13%) et de quelques traces d’ammoniaque, méthane, d’hydrocarbures… Située à 778 300 000 km du soleil (soit environ 5,2 fois la distance terre-soleil), elle effectue une rotation sur son axe en un peu moins de 10 heures et orbite autour du soleil en 11,86 ans.

La structure interne de Jupiter ne repose jusqu’à présent que sur des mesures indirectes et relève de la modélisation, d’où l’intérêt de la mission Juno.

Son noyau rocheux de taille comparable à la terre mais très petit par rapport aux dimensions de la planète est composé de silicate et de fere. Autour de ce noyau, de l’hydrogène métallique liquide occupe 78% du rayon de la planète. Il est entouré d’hydrogène liquide puis arrive une fine couche d’hydrogène gazeux. La pression est de plus en plus forte en profondeur en raison de la gravité de la planète.

Son atmosphère est opaque, la surface visible ne représente qu’environ un millier de kilomètres. A 1000 km de profondeur, l’atmosphère se dilue dans l’intérieur. Elle a des couleurs très variées passant du rouge au marron au jaune au bleu au blanc qui correspondent à différentes couches de nuages. On peut aussi observer une alternance de bandes sombres (les ‘ceintures’) et claires (les ‘zones’). Des vents très puissants peuvent atteindre jusque 600 km/h dans les régions équatoriales. Des tourbillons atmosphériques, qui sont d’énormes tempêtes, apparaissent comme des tâches de tailles et de couleurs différentes. Le plus impressionnant est la grande tâche rouge qui est un immense anticyclone d’environ 16000 km sur 12000 km qui pourrait contenir la Terre. Elle tourne sur elle-même dans le sens inverse des aiguilles d une montre en environ 6 jours terrestres. La petite tâche rouge est un anticyclone beaucoup plus modeste avec 6000 km de long de couleur entre rouge et blanc cassé.

Jupiter possède également un système d’anneaux bien que faible et extrêmement sombre, principalement composé de poussières. De nombreux satellites en orbite autour de la planète ont également été observés.

Premières observations de Jupiter

 

The Galilean satellites (the four largest moons of Jupiter)

Les 4 lunes joviennes photographiées par Galileo, de gauche à droite : Io, Europe, Ganymède et Calisto – credits : NASA/JPL/DLR

En 1610, Galilée, à l’aide de sa lunette découvre les 4 plus grands satellites de Jupiter nommés ‘galiléens’ : Io, Europe, Ganymède et Callisto.

Plusieurs années plus tard, Cassini observe la planète avec un télescope et découvre des tâches et des bandes de couleur. La grande tâche rouge a été observée plusieurs fois par Cassini en 1665. Sa découverte est parfois donnée à Robert Hooke en 1664 mais ceci est contesté.

Amalthée, le cinquième satellite de Jupiter est découvert en 1892 par Edward Barnard à l’observatoire de Lick en Californie. Puis de nombreux autres furent observés depuis la terre jusque 1975 (Himalia en 1904, Elara en 1905, Pasiphaé en 1908…) puis par Voyager 1 en 1979 portant aujourd’hui leur nombre total à 67.

L’exploration spatiale de Jupiter

Le 

Galileo vue d'artiiste - credits NASA

Galileo vue d’artiiste – credits NASA

En 1989, un grand projet consacré exclusivement à l’étude Jupiter et de ses lunes est lancé par la NASA, il s’agit de Galileo. Le 7 décembre 1995, Galileo devient la première sonde à entrer en orbite avec la géante gazeuse et explore alors la planète pendant 8 ans. Elle fournit de nombreuses données permettant de préciser les informations obtenues avec les sondes précédentes et prend plus de 14000 photos. Elle permet d’établir la présence d’océans liquides sous la surface d’Europe et de volcanisme sur Io.

En décembre 2000, Cassini se dirigeant vers Saturne en profite pour survoler et prendre quelques clichés à haute résolution de Jupiter et pour étudier sa magnétosphère et ses interactions avec le vent solaire.

La dernière a avoir survolé Jupiter est la sonde New Horizons en 2007 qui prit plusieurs images du système jovien à partir du du 4 septembre 2006.

New Horizons Soldiers On

Jupiter et Io vues par New Horizon – credits : NASA

Voir aussi Le grand final de Cassini , les 40 ans de Voyager 1 et 2

Mission Juno

 

Etant donné sa taille, Jupiter a eu une grande influence dans l’histoire du système solaire, sur l’orbite des autres planètes et en le nettoyant des petits corps célestes susceptibles de les percuter. Connaître comment Jupiter a été formé nous aidera à comprendre l’origine du système solaire. Il y a encore beaucoup de choses que  nous ne connaissons pas sur la géante gazeuse. Pour apprendre comment la planète a été formée et son évolution, Juno doit étudier les champs magnétiques, les couches internes, explorer les nuages tourbillonnants qui forment l’atmosphère colorée de Jupiter, les caractéristiques de sa magnétosphère…

Le 5 juillet 2016, la sonde s’est placée en orbite autour de Jupiter et a commencé ses observations. La mission est prévue jusque 2021 si elle survit à l’exposition prolongée au rayonnement créé par le champ magnétique de la planète géante. L’électronique de la sonde se dégrade à chaque passage dans la ceinture de radiations et les scientifiques ne savent pas si Juno pourra tenir jusqu’au bout de sa mission.

Juno a déjà révélé un portrait de la planète sous la forme d’un monde gigantesque, complexe et turbulent. Les couches profondes  de Jupiter contrairement à ce que prévoyaient les scientifiques sont agitées.  « Les découvertes concernant sa composition, sa magnétosphère et ses pôles sont aussi étonnantes que les photos que la mission génère » déclare Scott Bolton, le chercheur principal de la mission Juno, au South Research Institute.

Juno a mesuréprécisément le champ magnétique de Jupiter à 7,766 Gauss soit environ dix fois plus puissant que le nôtre.

Les données récoltées ont montré que le processus mis en oeuvre pour les aurores de Jupiter est différent de celui des aurores sur la Terre.  « C’est un renversement à 180 degrés par rapport à ce que nous supposions à l’origine. Nous ne nous attendions vraiment pas à voir des telles émissions aurorales fortes et provoquées par l’élimination des électrons dans les régions polaires », explique Jack Connerney, l’enquêteur principal adjoint de la mission Juno.

Le pôle sud de Jupiter

 

This image shows Jupiter’s south pole, as seen by NASA’s Juno spacecraft from an altitude of 32,000 miles

pole sud de Jupiter pris à 64000 km d’altitude par Juno Les formes ovales sont des anticyclones – credits : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles

De gigantesques ouragans avec diamètre pouvant aller jusque 1400 km ont été détectés sur les pôles. « les images des régions polaires de Jupiter, jamais vues auparavant, montrent des masses brillantes de forme ovale qui sont notamment très différentes de ce qu’on a pu observer aux pôles de Saturne. » écrivent  les scientifiques de la NASA.

 

La grande tâche rouge

 

Close-up of Jupiter’s Great Red Spot

la grande tâche rouge de Jupiter prise par Juno retraitée par Jason Mayor – © Nasa, JPL-Caltech, SwRI, MSSS, Jason Major

Les mesures d’avril 2017 confirment que la grande tâche rouge rétrécit et mesure actuellement 16 000 km. Lorsque Voyager l’a survolé en 1979 elle mesurait encore 25000 km de long et d’après les dessins et les photographies, à la fin du XXème siècle sa longueur était de 40 000 km. « les données de Juno indiquent que (…) ses racines pénètrent à environ 300 km dans l’atmosphère de la planète » La base est plus chaude que la partie en surface « les vents sont associés à des différences de température et de chaleur de la base explique les vents féroces que nous voyons au sommet de l’atmosphère » indique le planétologue Andy Ingersoll de Caltech

Le travail de Juno est loin d’être fini. JunoCam, la caméra grand angle de résolution 1 pixel pour 15 km, embarquée sur l’engin spatial nous enverra encore de magnifiques clichés.

 

Pour aller plus loin

 

Jupiter – La conquête d’une planète géante de Thérèse Encrenaz et James Lequeux

 

Cet ouvrage offre aux lecteurs curieux une synthèse complète des connaissances sur Jupiter, tout en intégrant les premiers résultats obtenus par la sonde américaine Juno, arrivée depuis peu en orbite autour de la planète.

 

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L’exploration des planètes : De Galilée à nos jours… et au-delà de Thérèse Encrenaz et James Lequeux

 


En partant du geste fondateur de Galilée, ce livre retrace l’histoire des avancées et des échecs qui ont jalonné la conquête du Système solaire. L’aventure entraînera le lecteur bien au-delà de ses frontières, jusqu’aux systèmes planétaires qui font aujourd’hui l’objet de campagnes d’études dédiées. Avec l’espoir d’y détecter d’autres formes de vie… 

 

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Sources

www.missionjuno.swri.edu

NASA 

Mission Juno