Jupiter est la planète la plus massive. Description, faits intéressants et tailles de Jupiter par rapport aux autres planètes

Jupiter est la plus grande planète. Le diamètre de la planète est 11 fois plus grand que le diamètre de la Terre et mesure 142 718 km.

Autour de Jupiter, un mince anneau l’entoure. La densité de l’anneau est très faible, il est donc invisible (comme Saturne).

La période de rotation de Jupiter autour de son axe est de 9 heures 55 minutes. Dans ce cas, chaque point de l’équateur se déplace à une vitesse de 45 000 km/h.

Puisque Jupiter n'est pas une boule solide, mais constituée de gaz et de liquide, ses parties équatoriales tournent plus vite que les régions polaires. L'axe de rotation de Jupiter est presque perpendiculaire à son orbite, le changement des saisons sur la planète est donc faiblement exprimé.

La masse de Jupiter dépasse de loin la masse de toutes les autres planètes du système solaire réunies, s'élevant à 1,9. 10 27 kg. De plus, la densité moyenne de Jupiter est 0,24 de la densité moyenne de la Terre.

Caractéristiques générales de la planète Jupiter

Atmosphère de Jupiter

L'atmosphère de Jupiter est très dense. Il est constitué d'hydrogène (89 %) et d'hélium (11 %), ressemblant à la composition chimique du Soleil (Fig. 1). Sa longueur est de 6 000 km. Ambiance couleur orange
ajouter des composés de phosphore ou de soufre. Il est nocif pour l’homme car il contient de l’ammoniac et de l’acétylène toxiques.

Différentes parties de l’atmosphère de la planète tournent à des vitesses différentes. Cette différence a donné naissance à des ceintures nuageuses, dont Jupiter en compte trois : au sommet - des nuages ​​​​d'ammoniac gelé ; en dessous d'eux se trouvent des cristaux de sulfure d'hydrogène d'ammonium et de méthane, et dans la couche la plus basse se trouvent de la glace d'eau et, éventuellement, de l'eau liquide. La température des nuages ​​supérieurs est de 130 °C. De plus, Jupiter possède une couronne d’hydrogène et d’hélium. Les vents sur Jupiter atteignent des vitesses de 500 km/h.

Le point de repère de Jupiter est la Grande Tache Rouge, observée depuis 300 ans. Elle a été découverte en 1664 par un naturaliste anglais Robert Hooke(1635-1703). Aujourd'hui, sa longueur atteint 25 000 km, contre environ 50 000 km il y a 100 ans. Cet endroit a été décrit pour la première fois en 1878 et dessiné il y a 300 ans. Il semble vivre sa propre vie : il se dilate et se contracte. Sa couleur change également.

Les sondes américaines Pioneer 10 et Pioneer 11, Voyager 1 et Voyager 2 et Galileo ont découvert que la tache n’a pas de surface solide et tourne comme un cyclone dans l’atmosphère terrestre. On pense que la Grande Tache Rouge est un phénomène atmosphérique, probablement la pointe d'un cyclone qui fait rage dans l'atmosphère de Jupiter. Une tache blanche de plus de 10 000 km a également été découverte dans l'atmosphère de Jupiter.

Au 1er mars 2009, Jupiter comptait 63 satellites connus. La plus grande d’entre elles, Europe, a la taille de Mercure. Ils sont toujours tournés vers Jupiter d'un côté, comme la Lune vers la Terre. Ces satellites sont appelés Galiléens, car ils ont été découverts pour la première fois par un physicien, mécanicien et astronome italien. Galilée Galilée(1564-1642) en 1610, testant son télescope. Io a des volcans actifs.

Riz. 1. Composition de l'atmosphère de Jupiter

Les vingt satellites extérieurs de Jupiter sont si éloignés de la planète qu'ils sont invisibles à l'œil nu depuis sa surface, et Jupiter apparaît plus petit que la Lune dans le ciel du plus éloigné.

Jupiter est la cinquième planète à partir du Soleil, la plus grande du système solaire. Avec Saturne, Uranus et Neptune, Jupiter est classée parmi les géantes gazeuses.

La planète est connue des hommes depuis l'Antiquité, ce qui se reflète dans la mythologie et les croyances religieuses de diverses cultures : mésopotamienne, babylonienne, grecque et autres. Le nom moderne de Jupiter vient du nom de l’ancien dieu romain suprême du tonnerre.

Un certain nombre de phénomènes atmosphériques sur Jupiter - tels que les tempêtes, les éclairs, les aurores boréales - se produisent à une échelle bien supérieure à celle sur Terre. Une formation notable dans l’atmosphère est la Grande Tache Rouge, une tempête géante connue depuis le XVIIe siècle.

Jupiter possède au moins 67 lunes, dont les plus grandes - Io, Europe, Ganymède et Callisto - ont été découvertes par Galilée en 1610.

Les études de Jupiter sont réalisées à l'aide de télescopes au sol et orbitaux ; Depuis les années 1970, 8 sondes interplanétaires de la NASA ont été envoyées sur la planète : Pioneers, Voyagers, Galileo et autres.

Lors de grandes oppositions (dont une en septembre 2010), Jupiter est visible à l'œil nu comme l'un des objets les plus brillants du ciel nocturne après la Lune et Vénus. Le disque et les lunes de Jupiter sont des objets d'observation appréciés des astronomes amateurs, qui ont fait de nombreuses découvertes (comme la comète Shoemaker-Levy, entrée en collision avec Jupiter en 1994, ou la disparition de la ceinture équatoriale sud de Jupiter en 2010).

Gamme optique

Dans la région infrarouge du spectre se trouvent les raies des molécules H2 et He, ainsi que les raies de nombreux autres éléments. La quantité des deux premiers porte des informations sur l'origine de la planète, et la composition quantitative et qualitative du reste - sur son évolution interne.

Cependant, les molécules d'hydrogène et d'hélium n'ont pas de moment dipolaire, ce qui signifie que les raies d'absorption de ces éléments sont invisibles jusqu'à ce que l'absorption due à l'ionisation par impact devienne dominante. D'une part, d'autre part, ces lignes se forment dans les couches les plus élevées de l'atmosphère et ne portent aucune information sur les couches plus profondes. Par conséquent, les données les plus fiables sur l’abondance d’hélium et d’hydrogène sur Jupiter ont été obtenues auprès de l’atterrisseur Galileo.

Quant aux autres éléments, des difficultés surviennent également dans leur analyse et leur interprétation. Jusqu’à présent, il est impossible de dire avec une certitude totale quels processus se produisent dans l’atmosphère de Jupiter et dans quelle mesure ils affectent la composition chimique, tant dans les régions internes que dans les couches externes. Cela crée certaines difficultés dans une interprétation plus détaillée du spectre. Cependant, on pense que tous les processus capables d'influencer l'abondance des éléments d'une manière ou d'une autre sont locaux et très limités, de sorte qu'ils ne sont pas capables de modifier globalement la répartition de la matière.

Jupiter émet également (principalement dans la région infrarouge du spectre) 60 % d'énergie en plus qu'elle n'en reçoit du Soleil. En raison des processus conduisant à la production de cette énergie, Jupiter diminue d'environ 2 cm par an.

Gamme gamma

L'émission de rayons gamma de Jupiter est associée aux aurores ainsi qu'à l'émission du disque. Enregistré pour la première fois en 1979 par le Laboratoire spatial Einstein.

Sur Terre, les régions des aurores dans les rayons X et dans l'ultraviolet coïncident presque, cependant, sur Jupiter, ce n'est pas le cas. La région des aurores X est située beaucoup plus près du pôle que celle des aurores ultraviolettes. Les premières observations ont révélé une pulsation de rayonnement d'une période de 40 minutes, mais dans les observations ultérieures, cette dépendance est bien pire.

On s'attendait à ce que le spectre des rayons X des aurores aurorales sur Jupiter soit similaire au spectre des rayons X des comètes, mais les observations de Chandra ont montré que ce n'est pas le cas. Le spectre se compose de raies d'émission avec des pics aux raies de l'oxygène proches de 650 eV, aux raies OVIII à 653 eV et 774 eV, et à l'OVII à 561 eV et 666 eV. Il existe également des raies d'émission à des énergies plus faibles dans la région spectrale de 250 à 350 eV, appartenant éventuellement au soufre ou au carbone.

Les rayons gamma non associés aux aurores ont été détectés pour la première fois par des observations ROSAT en 1997. Le spectre est similaire à celui des aurores, mais dans la région de 0,7 à 0,8 keV. Les caractéristiques spectrales sont bien décrites par un modèle de plasma coronal avec une température de 0,4 à 0,5 keV avec métallicité solaire, avec l'ajout de raies d'émission Mg10+ et Si12+. L'existence de cette dernière pourrait être associée à l'activité solaire en octobre-novembre 2003.

Les observations de l'observatoire spatial XMM-Newton ont montré que l'émission de rayons gamma du disque reflète les rayons X solaires. Contrairement aux aurores boréales, aucune périodicité des changements d’intensité du rayonnement n’a été détectée sur des échelles de 10 à 100 minutes.

Radiosurveillance

Jupiter est la source radio la plus puissante (après le Soleil) du système solaire dans la gamme de longueurs d'onde décimétriques. L'émission radio est sporadique et atteint 10-6 au maximum de la rafale.

Les salves se produisent dans la gamme de fréquences allant de 5 à 43 MHz (le plus souvent autour de 18 MHz), avec une largeur moyenne d'environ 1 MHz. La durée de la rafale est courte : de 0,1 à 1 s (parfois jusqu'à 15 s). Le rayonnement est fortement polarisé, notamment en cercle, le degré de polarisation atteint 100 %. On observe une modulation du rayonnement du satellite proche de Jupiter, Io, tournant à l'intérieur de la magnétosphère : la probabilité d'un sursaut est plus grande lorsque Io est proche de l'allongement par rapport à Jupiter. La nature monochromatique du rayonnement indique une fréquence sélectionnée, très probablement une gyrofréquence. Une température de luminosité élevée (atteignant parfois 1015 K) nécessite l'intervention d'effets collectifs (tels que les masers).

L'émission radio de Jupiter dans les plages millimétriques à courtes centimètres est de nature purement thermique, bien que la température de luminosité soit légèrement supérieure à la température d'équilibre, ce qui suggère un flux de chaleur venant de l'intérieur. À partir d'ondes de ~9 cm, la Tb (température de luminosité) augmente - une composante non thermique apparaît, associée au rayonnement synchrotron de particules relativistes d'une énergie moyenne de ~30 MeV dans le champ magnétique de Jupiter ; à une onde de 70 cm, Tb atteint une valeur de ~5,104 K. La source de rayonnement est située des deux côtés de la planète sous la forme de deux lames allongées, ce qui indique l'origine magnétosphérique du rayonnement.

Jupiter parmi les planètes du système solaire

La masse de Jupiter est 2,47 fois supérieure à celle des autres planètes du système solaire.

Jupiter est la plus grande planète du système solaire, une géante gazeuse. Son rayon équatorial est de 71,4 mille km, soit 11,2 fois le rayon de la Terre.

Jupiter est la seule planète dont le centre de masse avec le Soleil se trouve à l'extérieur du Soleil et se trouve à environ 7 % du rayon solaire de celui-ci.

La masse de Jupiter est 2,47 fois la masse totale de toutes les autres planètes du système solaire prises ensemble, 317,8 fois la masse de la Terre et environ 1 000 fois inférieure à la masse du Soleil. La densité (1326 kg/m2) est approximativement égale à la densité du Soleil et est 4,16 fois inférieure à la densité de la Terre (5515 kg/m2). De plus, la force de gravité à sa surface, qui est généralement considérée comme la couche supérieure des nuages, est plus de 2,4 fois supérieure à celle de la Terre : un corps qui a une masse, par exemple 100 kg, pèsera le la même chose qu'un corps pesant 240 kg pèse à la surface de la Terre. Cela correspond à une accélération gravitationnelle de 24,79 m/s2 sur Jupiter contre 9,80 m/s2 pour la Terre.

Jupiter comme « étoile ratée »

Tailles comparées de Jupiter et de la Terre.

Les modèles théoriques montrent que si la masse de Jupiter était bien supérieure à sa masse réelle, la planète s'effondrerait. De petits changements de masse n'entraîneraient pas de changements significatifs de rayon. Cependant, si la masse de Jupiter était quatre fois supérieure à sa masse réelle, la densité de la planète augmenterait à tel point que sa taille serait considérablement réduite sous l'influence de l'augmentation de la gravité. Ainsi, Jupiter semble avoir le diamètre maximum que pourrait avoir une planète ayant une structure et une histoire similaires. Avec une nouvelle augmentation de masse, la contraction se poursuivrait jusqu'à ce que, grâce à la formation d'étoiles, Jupiter devienne une naine brune avec environ 50 fois sa masse actuelle. Cela donne aux astronomes des raisons de considérer Jupiter comme une « étoile ratée », même s’il n’est pas clair si les processus de formation de planètes comme Jupiter sont similaires à ceux qui conduisent à la formation de systèmes stellaires binaires. Même si Jupiter devrait être 75 fois plus massive pour devenir une étoile, la plus petite naine rouge connue n’a que 30 % de diamètre.

Orbite et rotation

Lorsqu'il est observé depuis la Terre pendant l'opposition, Jupiter peut atteindre une magnitude apparente de -2,94 m, ce qui en fait le troisième objet le plus brillant du ciel nocturne après la Lune et Vénus. À la plus grande distance, la magnitude apparente chute à 1,61 m. La distance entre Jupiter et la Terre varie de 588 à 967 millions de km.

Les oppositions de Jupiter se produisent tous les 13 mois. En 2010, la confrontation entre la planète géante a eu lieu le 21 septembre. Les grandes oppositions de Jupiter se produisent une fois tous les 12 ans, lorsque la planète est proche du périhélie de son orbite. Pendant cette période, sa taille angulaire pour un observateur depuis la Terre atteint 50 secondes d'arc et sa luminosité est supérieure à -2,9 m.

La distance moyenne entre Jupiter et le Soleil est de 778,57 millions de km (5,2 UA) et la période orbitale est de 11,86 années. Puisque l'excentricité de l'orbite de Jupiter est de 0,0488, la différence de distance au Soleil au périhélie et à l'aphélie est de 76 millions de km.

La principale contribution aux perturbations du mouvement de Jupiter est apportée par Saturne. Le premier type de perturbation est séculaire, agissant sur une échelle d’environ 70 000 ans, modifiant l’excentricité de l’orbite de Jupiter de 0,2 à 0,06 et l’inclinaison orbitale d’environ 1° à 2°. La perturbation du deuxième type résonne avec un rapport proche de 2:5 (précis à 5 décimales près - 2:4,96666).

Le plan équatorial de la planète est proche du plan de son orbite (l'inclinaison de l'axe de rotation est de 3,13° contre 23,45° pour la Terre), il n'y a donc pas de changement de saison sur Jupiter.

Jupiter tourne sur son axe plus rapidement que toute autre planète du système solaire. La période de rotation à l'équateur est de 9 heures 50 minutes. 30 secondes et aux latitudes moyennes - 9 heures 55 minutes. 40 secondes. En raison de la rotation rapide, le rayon équatorial de Jupiter (71 492 km) est 6,49 % plus grand que le rayon polaire (66 854 km) ; Ainsi, la compression de la planète est de (1:51,4).

Hypothèses sur l'existence de la vie dans l'atmosphère de Jupiter

À l'heure actuelle, la présence de vie sur Jupiter semble improbable : faible concentration d'eau dans l'atmosphère, absence de surface solide, etc. Cependant, dès les années 1970, l'astronome américain Carl Sagan évoquait la possibilité de l'existence de particules à base d'ammoniac. la vie dans les couches supérieures de l'atmosphère de Jupiter. Il convient de noter que même à faible profondeur dans l'atmosphère jovienne, la température et la densité sont assez élevées et la possibilité d'une évolution au moins chimique ne peut être exclue, car la vitesse et la probabilité des réactions chimiques se produisent. Cependant, l'existence d'une vie eau-hydrocarbure sur Jupiter est également possible : dans la couche de l'atmosphère contenant des nuages ​​de vapeur d'eau, la température et la pression sont également très favorables. Carl Sagan, en collaboration avec E. E. Salpeter, après avoir effectué des calculs dans le cadre des lois de la chimie et de la physique, a décrit trois formes de vie imaginaires qui pourraient exister dans l'atmosphère de Jupiter :

Composition chimique

La composition chimique des couches internes de Jupiter ne peut pas être déterminée par des méthodes d'observation modernes, mais l'abondance des éléments dans les couches externes de l'atmosphère est connue avec une précision relativement élevée, puisque les couches externes ont été directement examinées par l'atterrisseur Galileo, qui a été descendu dans l'ambiance du 7 décembre 1995. Les deux principaux composants de l’atmosphère de Jupiter sont l’hydrogène moléculaire et l’hélium. L'atmosphère contient également de nombreux composés simples, comme l'eau, le méthane (CH4), le sulfure d'hydrogène (H2S), l'ammoniac (NH3) et la phosphine (PH3). Leur abondance dans la troposphère profonde (en dessous de 10 bars) implique que l'atmosphère de Jupiter est riche en carbone, azote, soufre et éventuellement en oxygène d'un facteur 2 à 4 par rapport au Soleil.

D'autres composés chimiques, l'arsine (AsH3) et le germane (GeH4), sont présents, mais en faibles quantités.

La concentration de gaz inertes, argon, krypton et xénon, dépasse leur quantité dans le Soleil (voir tableau), et la concentration de néon est nettement inférieure. Il existe de petites quantités d'hydrocarbures simples : éthane, acétylène et diacétylène, qui se forment sous l'influence du rayonnement ultraviolet solaire et des particules chargées arrivant de la magnétosphère de Jupiter. On pense que le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone et l'eau dans la haute atmosphère sont dus aux impacts de comètes telles que la comète Shoemaker-Levy 9 avec l'atmosphère de Jupiter. L'eau ne peut pas provenir de la troposphère car la tropopause agit comme un piège froid, empêchant efficacement l'eau de sortir. s'élevant jusqu'au niveau de la stratosphère.

Les variations de couleur rougeâtre de Jupiter peuvent être dues aux composés de phosphore, de soufre et de carbone présents dans l'atmosphère. Puisque la couleur peut varier considérablement, on suppose que la composition chimique de l’atmosphère diffère également d’un endroit à l’autre. Par exemple, il existe des zones « sèches » et « humides » avec différentes quantités de vapeur d'eau.

Structure

Modèle de la structure interne de Jupiter : sous les nuages, il y a une couche d'un mélange d'hydrogène et d'hélium d'environ 21 000 km d'épaisseur avec une transition en douceur de la phase gazeuse à la phase liquide, puis une couche d'hydrogène liquide et métallique de 30 à 50 000 km kilomètres de profondeur. À l'intérieur, il peut y avoir un noyau solide d'un diamètre d'environ 20 000 km.

À l'heure actuelle, le modèle suivant de la structure interne de Jupiter a reçu la plus grande reconnaissance :

1.Atmosphère. Il est divisé en trois couches :
un. couche externe constituée d'hydrogène ;
b. couche intermédiaire constituée d'hydrogène (90 %) et d'hélium (10 %) ;
c. la couche inférieure, constituée d'hydrogène, d'hélium et d'impuretés d'ammoniac, d'hydrogénosulfate d'ammonium et d'eau, formant trois couches de nuages :
un. au sommet se trouvent des nuages ​​d'ammoniac gelé (NH3). Sa température est d'environ -145 °C, sa pression est d'environ 1 atm ;
b. ci-dessous se trouvent des nuages ​​de cristaux d’hydrosulfure d’ammonium (NH4HS) ;
c. tout en bas - de la glace d'eau et, éventuellement, de l'eau liquide, c'est-à-dire probablement - sous la forme de minuscules gouttes. La pression dans cette couche est d'environ 1 atm et la température est d'environ -130 °C (143 K). En dessous de ce niveau, la planète est opaque.
2. Couche d'hydrogène métallique. La température de cette couche varie de 6 300 à 21 000 K, et la pression de 200 à 4 000 GPa.
3. Noyau de pierre.

La construction de ce modèle repose sur la synthèse de données d'observation, l'application des lois de la thermodynamique et l'extrapolation de données de laboratoire sur la matière sous haute pression et à haute température. Les principales hypothèses qui le sous-tendent :

Si l'on ajoute à ces dispositions les lois de conservation de la masse et de l'énergie, nous obtenons un système d'équations de base.

Dans ce modèle simple à trois couches, il n'y a pas de frontière claire entre les couches principales, cependant, les zones de transitions de phase sont petites. Par conséquent, nous pouvons faire l’hypothèse que presque tous les processus sont localisés, ce qui permet de considérer chaque couche séparément.

Atmosphère

La température de l’atmosphère n’augmente pas de façon monotone. Comme sur Terre, on peut y distinguer l'exosphère, la thermosphère, la stratosphère, la tropopause et la troposphère. Dans les couches supérieures, la température est élevée ; À mesure que vous avancez plus profondément, la pression augmente et la température chute jusqu'à la tropopause ; à partir de la tropopause, la température et la pression augmentent à mesure que nous progressons plus profondément. Contrairement à la Terre, Jupiter n’a pas de mésosphère ni de mésopause correspondante.

De nombreux processus intéressants se déroulent dans la thermosphère de Jupiter : c'est ici que la planète perd une partie importante de sa chaleur par rayonnement, c'est ici que se forment les aurores boréales, et c'est ici que se forme l'ionosphère. Le niveau de pression de 1 nbar est pris comme limite supérieure. La température observée de la thermosphère est de 800 à 1 000 K, et pour le moment, ces éléments factuels n'ont pas encore été expliqués dans le cadre des modèles modernes, car la température dans ceux-ci ne devrait pas dépasser environ 400 K. Le refroidissement de Jupiter est également un processus non trivial : l'ion hydrogène triatomique (H3+ ), à l'exception de Jupiter, que l'on trouve uniquement sur Terre, provoque une forte émission dans la partie infrarouge moyen du spectre à des longueurs d'onde comprises entre 3 et 5 μm.

Selon des mesures directes de l'atterrisseur, le niveau supérieur des nuages ​​opaques était caractérisé par une pression de 1 atmosphère et une température de -107 °C ; à une profondeur de 146 km - 22 atmosphères, +153 °C. Galilée a également découvert des « points chauds » le long de l’équateur. Apparemment, à ces endroits, la couche nuageuse externe est mince et des zones internes plus chaudes peuvent être observées.

Sous les nuages ​​se trouve une couche de 7 à 25 000 km de profondeur, dans laquelle l'hydrogène change progressivement d'état de gaz à liquide avec l'augmentation de la pression et de la température (jusqu'à 6 000 °C). Il ne semble pas y avoir de frontière claire entre l’hydrogène gazeux et l’hydrogène liquide. Cela pourrait ressembler à l’ébullition continue d’un océan mondial d’hydrogène.

Couche d'hydrogène métallique

L'hydrogène métallique se produit à des pressions élevées (environ un million d'atmosphères) et à des températures élevées, lorsque l'énergie cinétique des électrons dépasse le potentiel d'ionisation de l'hydrogène. En conséquence, les protons et les électrons y existent séparément, de sorte que l'hydrogène métallique est un bon conducteur d'électricité. L'épaisseur estimée de la couche d'hydrogène métallique est de 42 à 46 000 km.

De puissants courants électriques apparaissant dans cette couche génèrent le gigantesque champ magnétique de Jupiter. En 2008, Raymond Jeanlaws de l'Université de Californie à Berkeley et Lars Stixrud de l'University College London ont créé un modèle de la structure de Jupiter et de Saturne, selon lequel on trouve également de l'hélium métallique dans leurs profondeurs, formant une sorte d'alliage avec l'hydrogène métallique. .

Cœur

En utilisant les moments d'inertie mesurés d'une planète, on peut estimer la taille et la masse de son noyau. À l'heure actuelle, on pense que la masse du noyau est 10 fois supérieure à la masse de la Terre et que sa taille est 1,5 fois son diamètre.

Jupiter libère beaucoup plus d’énergie qu’elle n’en reçoit du Soleil. Les chercheurs suggèrent que Jupiter dispose d'une réserve importante d'énergie thermique, formée lors du processus de compression de la matière lors de la formation de la planète. Les modèles précédents de la structure interne de Jupiter, tentant d'expliquer l'excès d'énergie libéré par la planète, permettaient la possibilité d'une désintégration radioactive dans ses profondeurs ou la libération d'énergie lors de la compression de la planète sous l'influence de la gravité.

Processus intercouches

Il est impossible de localiser tous les processus au sein de couches indépendantes : il faut expliquer le manque d'éléments chimiques dans l'atmosphère, l'excès de rayonnement, etc.

La différence de teneur en hélium dans les couches externe et interne s'explique par le fait que l'hélium se condense dans l'atmosphère et pénètre dans les régions plus profondes sous forme de gouttelettes. Ce phénomène rappelle la pluie terrestre, mais pas celle de l'eau, mais celle de l'hélium. Récemment, il a été démontré que le néon pouvait se dissoudre dans ces gouttelettes. Ceci explique le manque de néon.

Mouvement atmosphérique

Animation de la rotation de Jupiter basée sur des photographies de Voyager 1, 1979.

La vitesse du vent sur Jupiter peut dépasser 600 km/h. Contrairement à la Terre, où la circulation atmosphérique se produit en raison de la différence de chauffage solaire dans les régions équatoriales et polaires, sur Jupiter, l'effet du rayonnement solaire sur la circulation de la température est insignifiant ; les principales forces motrices sont les flux de chaleur provenant du centre de la planète et l'énergie libérée lors du mouvement rapide de Jupiter autour de son axe.

Sur la base d’observations au sol, les astronomes ont divisé les ceintures et zones de l’atmosphère de Jupiter en équatoriales, tropicales, tempérées et polaires. S'élevant des profondeurs de l'atmosphère, des masses de gaz chauffées dans les zones sous l'influence de forces de Coriolis importantes sur Jupiter sont tirées le long des méridiens de la planète et les bords opposés des zones se rapprochent. Il existe de fortes turbulences aux limites des zones et des ceintures (zones de courants descendants). Au nord de l'équateur, les flux dans les zones dirigées vers le nord sont déviés par les forces de Coriolis vers l'est, et les flux dirigés vers le sud sont déviés vers l'ouest. Dans l’hémisphère sud, c’est l’inverse. Les alizés ont une structure similaire sur Terre.

Rayures

Bandes de Jupiter selon les années

Un trait caractéristique de l'apparence de Jupiter est ses rayures. Il existe un certain nombre de versions expliquant leur origine. Ainsi, selon une version, les rayures seraient le résultat du phénomène de convection dans l'atmosphère de la planète géante - dû au chauffage et, par conséquent, au soulèvement de certaines couches et au refroidissement et à l'abaissement d'autres. Au printemps 2010, des scientifiques ont avancé une hypothèse selon laquelle les rayures sur Jupiter seraient le résultat de l'influence de ses satellites. On suppose que sous l'influence de la gravité des satellites, des «piliers» particuliers de matière se sont formés sur Jupiter, qui, en tournant, formaient des rayures.

Les flux convectifs qui transportent la chaleur interne vers la surface apparaissent extérieurement sous la forme de zones claires et de ceintures sombres. Dans la zone des zones claires, il y a une pression accrue correspondant aux flux ascendants. Les nuages ​​​​qui forment les zones sont situés à un niveau plus élevé (environ 20 km) et leur couleur claire est apparemment due à une concentration accrue de cristaux d'ammoniac blanc brillant. Les nuages ​​​​sombres des ceintures situées en dessous sont vraisemblablement composés de cristaux rouge-brun d'hydrosulfure d'ammonium et ont une température plus élevée. Ces structures représentent des zones de courants descendants. Les zones et les ceintures ont des vitesses de mouvement différentes dans le sens de rotation de Jupiter. La période orbitale varie de plusieurs minutes selon la latitude. Cela se traduit par l'existence de courants ou de vents zonaux stables qui soufflent constamment parallèlement à l'équateur dans une direction. Les vitesses dans ce système global atteignent 50 à 150 m/s et plus. Aux limites des ceintures et des zones, de fortes turbulences sont observées, ce qui conduit à la formation de nombreuses structures tourbillonnaires. La formation la plus célèbre est la Grande Tache Rouge, observée à la surface de Jupiter depuis 300 ans.

Une fois apparu, le vortex soulève des masses de gaz chauffées avec des vapeurs de petits composants jusqu'à la surface des nuages. Les cristaux de neige ammoniacale qui en résultent, les solutions et composés d'ammoniac sous forme de neige et de gouttes, l'eau ordinaire, la neige et la glace descendent progressivement dans l'atmosphère jusqu'à atteindre des niveaux auxquels la température est suffisamment élevée et s'évaporent. Après quoi la substance à l'état gazeux retourne dans la couche nuageuse.

Au cours de l'été 2007, le télescope Hubble a enregistré des changements spectaculaires dans l'atmosphère de Jupiter. Les zones individuelles de l'atmosphère au nord et au sud de l'équateur se sont transformées en ceintures, et les ceintures en zones. Dans le même temps, non seulement les formes des formations atmosphériques ont changé, mais aussi leur couleur.

Le 9 mai 2010, l'astronome amateur Anthony Wesley (voir aussi ci-dessous) a découvert que l'une des formations les plus visibles et les plus stables dans le temps, la ceinture équatoriale sud, avait soudainement disparu de la surface de la planète. C’est à la latitude de la ceinture équatoriale sud que se situe la Grande Tache rouge, « baignée » par celle-ci. La raison de la disparition soudaine de la ceinture équatoriale sud de Jupiter serait l'apparition au-dessus d'une couche de nuages ​​​​plus clairs, sous laquelle se cache une bande de nuages ​​​​sombres. Selon les recherches menées par le télescope Hubble, il a été conclu que la ceinture n'avait pas complètement disparu, mais était simplement cachée sous une couche de nuages ​​​​constitués d'ammoniac.

Superbe tache rouge

La Grande Tache Rouge est une formation ovale de différentes tailles située dans la zone tropicale sud. Elle a été découverte par Robert Hooke en 1664. Actuellement, ses dimensions sont de 15 à 30 000 km (le diamètre de la Terre est d'environ 12 700 km), et il y a 100 ans, les observateurs ont noté une taille deux fois plus grande. Parfois, ce n’est pas très clairement visible. La Grande Tache Rouge est un ouragan géant unique à longue durée de vie, dont le matériau tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et effectue une révolution complète en 6 jours terrestres.

Grâce aux recherches menées fin 2000 par la sonde Cassini, il a été constaté que la Grande Tache Rouge est associée à des courants descendants (circulation verticale des masses atmosphériques) ; Les nuages ​​ici sont plus hauts et la température est plus basse que dans d’autres régions. La couleur des nuages ​​dépend de la hauteur : les structures bleues sont les plus hautes, les brunes se trouvent en dessous, puis les blanches. Les structures rouges sont les plus basses. La vitesse de rotation de la Grande Tache Rouge est de 360 ​​km/h. Sa température moyenne est de -163 °C, et entre les parties extérieure et centrale du spot, il y a une différence de température d'environ 3 à 4 degrés. On pense que cette différence est responsable du fait que les gaz atmosphériques au centre de la tache solaire tournent dans le sens des aiguilles d’une montre, tandis que ceux à la périphérie tournent dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Il a également été suggéré qu'il existe une relation entre la température, la pression, le mouvement et la couleur de la tache rouge, même si les scientifiques ne savent toujours pas exactement comment cela se produit.

De temps en temps, des collisions de grands systèmes cycloniques sont observées sur Jupiter. L'un d'eux s'est produit en 1975, provoquant une décoloration de la couleur rouge de la tache pendant plusieurs années. Fin février 2002, un autre vortex géant, l'Ovale Blanc, a commencé à être ralenti par la Grande Tache Rouge, et la collision s'est poursuivie pendant un mois entier. Cependant, cela n’a pas causé de dommages sérieux aux deux tourbillons, car il s’est produit tangentiellement.

La couleur rouge de la Grande Tache Rouge est un mystère. Une raison possible pourrait être des composés chimiques contenant du phosphore. En fait, les couleurs et les mécanismes qui créent l’apparence de toute l’atmosphère jovienne sont encore mal compris et ne peuvent être expliqués que par des mesures directes de ses paramètres.

En 1938, la formation et le développement de trois grands ovales blancs ont été enregistrés près de 30° de latitude sud. Ce processus s'est accompagné de la formation simultanée de plusieurs autres petits ovales blancs - des vortex. Cela confirme que la Grande Tache Rouge est le plus puissant des vortex joviens. Les documents historiques ne révèlent pas de systèmes similaires de longue durée dans les latitudes moyennes nord de la planète. De grands ovales sombres ont été observés près de 15° de latitude nord, mais apparemment les conditions nécessaires à l'émergence de vortex et à leur transformation ultérieure en systèmes stables comme la Tache Rouge n'existent que dans l'hémisphère sud.

Petite tache rouge

La Grande Tache Rouge et la Petite Tache Rouge en mai 2008 sur une photographie prise par le télescope Hubble

Quant aux trois vortex ovales blancs mentionnés ci-dessus, deux d'entre eux ont fusionné en 1998, et en 2000, un nouveau vortex a émergé a fusionné avec le troisième ovale restant. Fin 2005, le vortex (Oval BA, anglais Oval BC) a commencé à changer de couleur, acquérant finalement une couleur rouge, pour laquelle il a reçu un nouveau nom - la petite tache rouge. En juillet 2006, la Petite Tache Rouge est entrée en contact avec son « frère » aîné, la Grande Tache Rouge. Cependant, cela n'a eu aucun effet significatif sur les deux tourbillons : la collision s'est produite tangentiellement. La collision était prévue dès le premier semestre 2006.

Foudre

Au centre du vortex, la pression est plus élevée que dans la zone environnante et les ouragans eux-mêmes sont entourés de perturbations de basse pression. Sur la base de photographies prises par les sondes spatiales Voyager 1 et Voyager 2, il a été constaté que des éclairs colossaux d'une longueur de plusieurs milliers de kilomètres sont observés au centre de ces vortex. La puissance de la foudre est trois fois supérieure à celle de la Terre.

Champ magnétique et magnétosphère

Schéma du champ magnétique de Jupiter

Le premier signe de tout champ magnétique est l’émission radio, ainsi que les rayons X. En construisant des modèles de processus en cours, on peut juger de la structure du champ magnétique. Ainsi, il a été établi que le champ magnétique de Jupiter comporte non seulement une composante dipolaire, mais également un quadripôle, un octupôle et d’autres harmoniques d’ordres supérieurs. On suppose que le champ magnétique est créé par une dynamo similaire à celle de la Terre. Mais contrairement à la Terre, une couche d’hélium métallique sert de conducteur aux courants sur Jupiter.

L'axe du champ magnétique est incliné par rapport à l'axe de rotation de 10,2 ± 0,6°, presque comme sur Terre, cependant, le pôle magnétique nord est situé à côté du pôle géographique sud et le pôle magnétique sud est situé à côté du pôle géographique nord. L'intensité du champ au niveau de la surface visible des nuages ​​est de 14 Oe au pôle nord et de 10,7 Oe au pôle sud. Sa polarité est opposée à celle du champ magnétique terrestre.

La forme du champ magnétique de Jupiter est très aplatie et ressemble à un disque (contrairement à la forme en forme de goutte de la Terre). La force centrifuge agissant sur le plasma co-rotatif d'un côté et la pression thermique du plasma chaud de l'autre étire les lignes de force, formant à une distance de 20 RJ une structure ressemblant à une fine crêpe, également connue sous le nom de magnétodisque. Il présente une fine structure de courant près de l’équateur magnétique.

Autour de Jupiter, comme autour de la plupart des planètes du système solaire, se trouve une magnétosphère, une région dans laquelle le comportement des particules chargées, le plasma, est déterminé par le champ magnétique. Pour Jupiter, les sources de ces particules sont le vent solaire et Io. Les cendres volcaniques éjectées des volcans d'Io sont ionisées par le rayonnement ultraviolet du soleil. C’est ainsi que se forment les ions soufre et oxygène : S+, O+, S2+ et O2+. Ces particules quittent l'atmosphère du satellite, mais restent en orbite autour de celui-ci, formant un tore. Ce tore a été découvert par Voyager 1 ; il se situe dans le plan de l'équateur de Jupiter et a un rayon de 1 RJ en section transversale et un rayon du centre (dans ce cas du centre de Jupiter) à la génératrice de la surface de 5,9 RJ. C’est cela qui change fondamentalement la dynamique de la magnétosphère de Jupiter.

Magnétosphère de Jupiter. Les ions du vent solaire capturés par le champ magnétique sont représentés en rouge dans le diagramme, la ceinture de gaz volcanique neutre d'Io est représentée en vert et la ceinture de gaz neutre d'Europe est représentée en bleu. ENA - atomes neutres. D'après les données de la sonde Cassini obtenues début 2001.

Le vent solaire venant en sens inverse est équilibré par la pression du champ magnétique sur des distances de 50 à 100 rayons de la planète ; sans l'influence de Io, cette distance ne serait pas supérieure à 42 RJ. Du côté nuit, elle s'étend au-delà de l'orbite de Saturne, atteignant une longueur de 650 millions de kilomètres ou plus. Les électrons accélérés dans la magnétosphère de Jupiter atteignent la Terre. Si la magnétosphère de Jupiter pouvait être vue depuis la surface de la Terre, ses dimensions angulaires dépasseraient les dimensions de la Lune.

Ceintures de rayonnement

Jupiter possède de puissantes ceintures de radiations. Lors de son approche de Jupiter, Galilée a reçu une dose de rayonnement 25 fois supérieure à la dose mortelle pour l'homme. L'émission radio de la ceinture de radiations de Jupiter a été découverte pour la première fois en 1955. L'émission radio est de nature synchrotron. Les électrons dans les ceintures de rayonnement ont une énergie énorme, s'élevant à environ 20 MeV, et la sonde Cassini a découvert que la densité électronique dans les ceintures de rayonnement de Jupiter est inférieure à celle attendue. Le flux d'électrons dans les ceintures de rayonnement de Jupiter peut constituer un grave danger pour les engins spatiaux en raison du risque élevé de dommages aux équipements par les radiations. En général, l'émission radio de Jupiter n'est pas strictement uniforme et constante, tant en temps qu'en fréquence. Selon les recherches, la fréquence moyenne d'un tel rayonnement est d'environ 20 MHz et toute la gamme de fréquences va de 5 à 10 à 39,5 MHz.

Jupiter est entourée d'une ionosphère longue de 3 000 km.

Aurores sur Jupiter

La structure des aurores sur Jupiter : l'anneau principal, le rayonnement polaire et les taches résultant de l'interaction avec les satellites naturels de Jupiter sont présentés.

Jupiter présente des aurores brillantes et persistantes autour des deux pôles. Contrairement à celles de la Terre, qui apparaissent pendant les périodes d'activité solaire accrue, les aurores boréales de Jupiter sont constantes, même si leur intensité varie d'un jour à l'autre. Ils se composent de trois composantes principales : la région principale et la plus brillante est relativement petite (moins de 1 000 km de large), située à environ 16° des pôles magnétiques ; les points chauds sont des traces de lignes de champ magnétique reliant les ionosphères des satellites à l'ionosphère de Jupiter et des zones d'émissions à court terme situées à l'intérieur de l'anneau principal. Des émissions aurorales ont été détectées dans presque toutes les parties du spectre électromagnétique, depuis les ondes radio jusqu'aux rayons X (jusqu'à 3 keV), mais elles sont plus brillantes dans la région infrarouge moyen (longueur d'onde 3-4 μm et 7-14 μm) et région ultraviolette profonde du spectre (ondes de longueur d'onde 80-180 nm).

La position des principaux anneaux auroraux est stable, tout comme leur forme. Cependant, leur rayonnement est fortement modulé par la pression du vent solaire : plus le vent est fort, plus les aurores sont faibles. La stabilité des aurores est maintenue par un afflux important d'électrons, accéléré en raison de la différence de potentiel entre l'ionosphère et le magnétodisque. Ces électrons génèrent un courant qui maintient une rotation synchrone dans le magnétodisque. L'énergie de ces électrons est de 10 à 100 keV ; pénétrant profondément dans l'atmosphère, ils ionisent et excitent l'hydrogène moléculaire, provoquant un rayonnement ultraviolet. De plus, ils chauffent l’ionosphère, ce qui explique le fort rayonnement infrarouge des aurores et l’échauffement partiel de la thermosphère.

Les points chauds sont associés à trois lunes galiléennes : Io, Europe et Ganymède. Ils surviennent parce que le plasma en rotation ralentit à proximité des satellites. Les taches les plus brillantes appartiennent à Io, puisque ce satellite est le principal fournisseur de plasma ; les taches d'Europe et de Ganymède sont beaucoup plus faibles. On pense que les points lumineux à l’intérieur des anneaux principaux qui apparaissent de temps en temps sont associés à l’interaction de la magnétosphère et du vent solaire.

Grand spot radiographique

Photo combinée de Jupiter prise par le télescope Hubble et le télescope à rayons X Chandra - février 2007.

En décembre 2000, le télescope orbital Chandra a découvert une source de rayonnement X pulsé aux pôles de Jupiter (principalement au pôle nord), appelée la grande tache de rayons X. Les raisons de ces radiations restent encore un mystère.

Modèles de formation et d'évolution

Les observations d'exoplanètes apportent une contribution significative à notre compréhension de la formation et de l'évolution des étoiles. Ainsi, avec leur aide, des caractéristiques communes à toutes les planètes similaires à Jupiter ont été établies :

Ils se forment avant même la diffusion du disque protoplanétaire.
L'accrétion joue un rôle important dans la formation.
Enrichissement en éléments chimiques lourds dû aux planétésimaux.

Il existe deux hypothèses principales qui expliquent les processus d'émergence et de formation de Jupiter.

Selon la première hypothèse, dite de « contraction », la relative similitude de la composition chimique de Jupiter et du Soleil (forte proportion d'hydrogène et d'hélium) s'explique par le fait que lors de la formation des planètes aux premiers stades de l'ère Au cours du développement du système solaire, des « condensations » massives se sont formées dans le disque de gaz et de poussière, ce qui a donné naissance aux planètes, c'est-à-dire que le Soleil et les planètes se sont formés de la même manière. Certes, cette hypothèse n'explique pas les différences existantes dans la composition chimique des planètes : Saturne, par exemple, contient plus d'éléments chimiques lourds que Jupiter, qui, à son tour, en contient plus que le Soleil. Les planètes telluriques sont généralement très différentes dans leur composition chimique de celles des planètes géantes.

La deuxième hypothèse (l’hypothèse de « l’accrétion ») affirme que le processus de formation de Jupiter, ainsi que de Saturne, s’est déroulé en deux étapes. Premièrement, sur plusieurs dizaines de millions d’années, s’est déroulé le processus de formation de corps solides denses, à l’instar des planètes telluriques. Puis la deuxième étape a commencé, lorsque le processus d'accrétion de gaz du nuage protoplanétaire primaire sur ces corps, qui avaient alors atteint une masse de plusieurs masses terrestres, a duré plusieurs centaines de milliers d'années.

Dès la première étape, une partie du gaz s'est dissipée de la région de Jupiter et de Saturne, ce qui a entraîné certaines différences dans la composition chimique de ces planètes et du Soleil. Lors de la deuxième étape, la température des couches externes de Jupiter et de Saturne a atteint respectivement 5 000 °C et 2 000 °C. Uranus et Neptune ont atteint la masse critique nécessaire pour commencer leur accrétion beaucoup plus tard, ce qui a affecté à la fois leur masse et leur composition chimique.

En 2004, Katharina Lodders de l'Université de Washington a émis l'hypothèse que le noyau de Jupiter était principalement constitué de matière organique dotée de propriétés adhésives, ce qui, à son tour, influençait grandement la capture par le noyau de la matière provenant de la région environnante de l'espace. Le noyau de roche-résine résultant, par la force de sa gravité, a « capté » le gaz de la nébuleuse solaire, formant ainsi le Jupiter moderne. Cette idée s'inscrit dans la deuxième hypothèse de l'émergence de Jupiter par accrétion.

Satellites et anneaux

Grands satellites de Jupiter : Io, Europe, Ganymède et Callisto et leurs surfaces.

Lunes de Jupiter : Io, Europe, Ganymède et Callisto

En janvier 2012, Jupiter comptait 67 satellites connus, soit le nombre maximum pour le système solaire. On estime qu'il pourrait y avoir au moins une centaine de satellites. Les satellites reçoivent principalement les noms de divers personnages mythiques, liés d'une manière ou d'une autre à Zeus-Jupiter. Les satellites sont divisés en deux grands groupes - internes (8 satellites, satellites internes galiléens et non galiléens) et externes (55 satellites, également répartis en deux groupes) - il existe donc 4 « variétés » au total. Les quatre plus grands satellites - Io, Europe, Ganymède et Callisto - ont été découverts en 1610 par Galilée]. La découverte des lunes de Jupiter a constitué le premier argument factuel sérieux en faveur du système héliocentrique de Copernic.

Europe

Le plus grand intérêt est l’Europe, qui possède un océan mondial dans lequel la présence de la vie est possible. Des études spéciales ont montré que l'océan s'étend sur 90 km de profondeur et que son volume dépasse le volume des océans de la Terre. La surface d’Europe est criblée de failles et de fissures apparues dans la coque glacée du satellite. Il a été suggéré que la source de chaleur d'Europe était l'océan lui-même et non le cœur du satellite. L'existence d'un océan sous-glaciaire est également supposée sur Callisto et Ganymède. Partant de l’hypothèse que l’oxygène pourrait pénétrer dans l’océan sous-glaciaire d’ici 1 à 2 milliards d’années, les scientifiques supposent théoriquement la présence de vie sur le satellite. La teneur en oxygène de l'océan européen est suffisante pour soutenir l'existence non seulement de formes de vie unicellulaires, mais également de formes de vie plus grandes. Ce satellite se classe au deuxième rang en termes de possibilité d'origine de la vie après Encelade.

Io

Io est intéressante pour la présence de puissants volcans actifs ; La surface du satellite est remplie de produits de l'activité volcanique. Les photographies prises par les sondes spatiales montrent que la surface d'Io est jaune vif avec des taches brunes, rouges et jaune foncé. Ces taches sont le produit des éruptions volcaniques d'Io, constituées principalement de soufre et de ses composés ; La couleur des éruptions dépend de leur température.
[modifier] Ganymède

Ganymède est le plus grand satellite non seulement de Jupiter, mais en général du système solaire parmi tous les satellites des planètes. Ganymède et Callisto sont couverts de nombreux cratères ; sur Callisto, beaucoup d'entre eux sont entourés de fissures.

Callisto

On pense également que Callisto possède un océan sous sa surface ; ceci est indirectement indiqué par le champ magnétique de Callisto, qui peut être généré par la présence de courants électriques dans l'eau salée à l'intérieur du satellite. Le fait que le champ magnétique de Callisto change en fonction de son orientation par rapport au champ magnétique de Jupiter, c’est-à-dire qu’il existe un liquide hautement conducteur sous la surface de ce satellite, est également en faveur de cette hypothèse.

Comparaison des tailles des satellites galiléens avec la Terre et la Lune

Caractéristiques des satellites galiléens

Tous les grands satellites de Jupiter tournent de manière synchrone et font toujours face au même côté vers Jupiter en raison de l'influence des puissantes forces de marée de la planète géante. Au même moment, Ganymède, Europe et Io sont en résonance orbitale les unes avec les autres. De plus, il existe une tendance parmi les satellites de Jupiter : plus le satellite est éloigné de la planète, plus sa densité est faible (Io - 3,53 g/cm2, Europe - 2,99 g/cm2, Ganymède - 1,94 g/cm2, Callisto - 1,83 g/cm2). Cela dépend de la quantité d'eau sur le satellite : il n'y a pratiquement pas d'eau sur Io, 8 % sur Europe, et jusqu'à la moitié de leur masse sur Ganymède et Callisto.

Petits satellites de Jupiter

Les satellites restants sont beaucoup plus petits et sont des corps rocheux de forme irrégulière. Parmi eux, il y a ceux qui tournent dans la direction opposée. Parmi les petits satellites de Jupiter, Amalthée présente un intérêt considérable pour les scientifiques : on suppose qu'à l'intérieur se trouve un système de vides résultant d'une catastrophe survenue dans un passé lointain - en raison d'un bombardement de météorites, Amalthée s'est brisée divisés en parties qui furent ensuite réunies sous l'influence de la gravité mutuelle, mais elles ne devinrent jamais un seul corps monolithique.

Métis et Adrastea sont les lunes les plus proches de Jupiter avec respectivement des diamètres d'environ 40 et 20 km. Ils se déplacent le long du bord de l'anneau principal de Jupiter sur une orbite d'un rayon de 128 000 km, faisant une révolution autour de Jupiter en 7 heures et étant les satellites les plus rapides de Jupiter.

Le diamètre total de l'ensemble du système de satellites de Jupiter est de 24 millions de km. De plus, on suppose que dans le passé Jupiter avait encore plus de satellites, mais que certains d'entre eux sont tombés sur la planète sous l'influence de sa puissante gravité.

Lunes à rotation inverse autour de Jupiter

Les satellites de Jupiter, dont les noms se terminent par « e » - Karme, Sinope, Ananke, Pasiphae et autres (voir groupe Ananke, groupe Karme, groupe Pasiphae) - tournent autour de la planète en sens inverse (mouvement rétrograde) et, selon les scientifiques, ne se sont pas formés avec Jupiter, mais ont été capturés par lui plus tard. Le satellite Triton de Neptune a une propriété similaire.

Lunes temporaires de Jupiter

Certaines comètes sont des lunes temporaires de Jupiter. Ainsi, en particulier, la comète Kushida - Muramatsu (anglais) russe. dans la période de 1949 à 1961. était un satellite de Jupiter, ayant effectué deux révolutions autour de la planète durant cette période. En plus de cet objet, au moins 4 lunes temporaires de la planète géante sont connues.

Anneaux de Jupiter

Anneaux de Jupiter (schéma).

Jupiter a de faibles anneaux découverts lors du survol de Jupiter par Voyager 1 en 1979. La présence d'anneaux a été suggérée en 1960 par l'astronome soviétique Sergei Vsekhsvyatsky, sur la base d'une étude des points éloignés des orbites de certaines comètes, Vsekhsvyatsky a conclu que ces comètes pourraient provenir de l'anneau de Jupiter et a suggéré que l'anneau s'était formé. en raison de l'activité volcanique des satellites de Jupiter (les volcans de Io ont été découverts deux décennies plus tard).

Les anneaux sont optiquement fins, leur épaisseur optique est d'environ 10 à 6 et l'albédo des particules n'est que de 1,5 %. Cependant, il est toujours possible de les observer : à des angles de phase proches de 180 degrés (en regardant « à contre-jour »), la luminosité des anneaux augmente d'environ 100 fois, et le côté nuit sombre de Jupiter ne laisse aucune illumination. Il y a trois anneaux au total : un anneau principal, un « anneau araignée » et un halo.
Une photographie des anneaux de Jupiter prise par Galilée en lumière directe et diffuse.

L'anneau principal s'étend de 122 500 à 129 230 km du centre de Jupiter. À l’intérieur, l’anneau principal se transforme en un halo toroïdal et à l’extérieur, il entre en contact avec le halo arachnoïdien. La diffusion directe observée du rayonnement dans la plage optique est caractéristique des particules de poussière de la taille du micron. Cependant, la poussière à proximité de Jupiter est soumise à de puissantes perturbations non gravitationnelles, de ce fait la durée de vie des grains de poussière est de 103 ± 1 ans. Cela signifie qu’il doit y avoir une source pour ces particules de poussière. Deux petits satellites situés à l'intérieur de l'anneau principal - Metis et Adrastea - conviennent au rôle de telles sources. En entrant en collision avec des météoroïdes, ils génèrent un essaim de microparticules, qui se propagent ensuite en orbite autour de Jupiter. Les observations de l'anneau arachnoïdien ont révélé deux ceintures distinctes de matière provenant des orbites de Thèbes et d'Amalthée. La structure de ces ceintures ressemble à la structure des complexes de poussières zodiacaux.

Astéroïdes troyens

Les astéroïdes troyens sont un groupe d'astéroïdes situés dans la zone des points de Lagrange L4 et L5 de Jupiter. Les astéroïdes sont en résonance 1:1 avec Jupiter et se déplacent avec lui en orbite autour du Soleil. Dans le même temps, il existe une tradition de nommer les objets situés près du point L4 d'après des héros grecs et près de L5 d'après des héros troyens. Au total, en juin 2010, 1 583 installations de ce type avaient été ouvertes.

Il existe deux théories expliquant l'origine des chevaux de Troie. Le premier affirme qu'ils sont apparus au stade final de la formation de Jupiter (l'option d'accrétion est envisagée). Parallèlement à la matière, des planétésimaux ont été capturés, sur lesquels une accrétion a également eu lieu, et comme le mécanisme était efficace, la moitié d'entre eux se sont retrouvés dans un piège gravitationnel. Inconvénients de cette théorie : le nombre d'objets ainsi apparus est de quatre ordres de grandeur supérieur à celui observé, et ils ont une inclinaison orbitale beaucoup plus élevée.

La deuxième théorie est dynamique. 300 à 500 millions d’années après la formation du système solaire, Jupiter et Saturne sont passés par une résonance de 1 : 2. Cela a conduit à une restructuration des orbites : Neptune, Pluton et Saturne ont augmenté leur rayon orbital et Jupiter l'a diminué. Cela a affecté la stabilité gravitationnelle de la ceinture de Kuiper et certains des astéroïdes qui l'habitaient se sont déplacés vers l'orbite de Jupiter. Dans le même temps, tous les chevaux de Troie originaux, le cas échéant, ont été détruits.

Le sort futur des chevaux de Troie est inconnu. Une série de faibles résonances de Jupiter et de Saturne les fera se déplacer de manière chaotique, mais il est difficile de dire quelle sera la force de ce mouvement chaotique et s'ils seront éjectés de leur orbite actuelle. De plus, les affrontements entre eux réduisent lentement mais sûrement le nombre de chevaux de Troie. Certains fragments peuvent devenir des satellites, d’autres des comètes.

Collisions de corps célestes avec Jupiter
Comète du cordonnier - Levy

Une trace de l'un des débris de la comète Shoemaker-Levy, photographiée par le télescope Hubble, juillet 1994.
Article principal : Comète du cordonnier - Levi 9

En juillet 1992, une comète s'approche de Jupiter. Elle est passée à une distance d'environ 15 000 kilomètres du sommet des nuages, et la puissante influence gravitationnelle de la planète géante a déchiré son noyau en 17 gros morceaux. Cet essaim de comètes a été découvert à l'Observatoire du Mont Palomar par le couple Carolyn et Eugene Shoemaker et l'astronome amateur David Levy. En 1994, lors de la prochaine approche de Jupiter, tous les débris de la comète se sont écrasés dans l'atmosphère de la planète à une vitesse fulgurante - environ 64 kilomètres par seconde. Cet énorme cataclysme cosmique a été observé à la fois depuis la Terre et par des moyens spatiaux, notamment avec l'aide du télescope spatial Hubble, du satellite IUE et de la station spatiale interplanétaire Galileo. La chute des noyaux s'est accompagnée d'éclats de rayonnement dans une large gamme spectrale, de la génération d'émissions de gaz et de la formation de vortex à longue durée de vie, de modifications des ceintures de rayonnement de Jupiter et de l'apparition d'aurores, ainsi que d'un affaiblissement de la luminosité de Io. tore de plasma dans le domaine ultraviolet extrême.

Autres chutes

Le 19 juillet 2009, l'astronome amateur Anthony Wesley a découvert une tache sombre près du pôle Sud de Jupiter. Cette découverte a ensuite été confirmée à l'observatoire Keck à Hawaï. L'analyse des données obtenues a indiqué que le corps le plus probable tombé dans l'atmosphère de Jupiter était un astéroïde rocheux.

Le 3 juin 2010 à 20h31 heure internationale, deux observateurs indépendants - Anthony Wesley (Australie) et Christopher Go (Philippines) - ont filmé un éclair au-dessus de l'atmosphère de Jupiter, qui est très probablement la chute d'un nouveau corps jusqu'alors inconnu sur Jupiter. Un jour après cet événement, aucune nouvelle tache sombre n'a été détectée dans l'atmosphère de Jupiter. Des observations ont déjà été réalisées sur les plus grands instruments des îles hawaïennes (Gemini, Keck et IRTF) et des observations sont prévues sur le télescope spatial Hubble. Le 16 juin 2010, la NASA a publié un communiqué de presse indiquant que les images prises par le télescope spatial Hubble le 7 juin 2010 (4 jours après l'enregistrement de l'éruption) ne montraient aucun signe d'impact dans la haute atmosphère de Jupiter.

Le 20 août 2010, à 18 h 21 min 56 s, heure internationale, une éruption s'est produite au-dessus de la couverture nuageuse de Jupiter, découverte par l'astronome amateur japonais Masayuki Tachikawa de la préfecture de Kumamoto dans un enregistrement vidéo qu'il a réalisé. Au lendemain de l'annonce de cet événement, une confirmation a été trouvée auprès de l'observateur indépendant Aoki Kazuo, passionné d'astronomie originaire de Tokyo. Vraisemblablement, cela aurait pu être la chute d'un astéroïde ou d'une comète dans l'atmosphère d'une planète géante.

Jupiter est la cinquième planète la plus éloignée du Soleil et la plus grande du système solaire. Tout comme Uranus, Neptune et Saturne, Jupiter est une géante gazeuse. L'humanité le connaît depuis longtemps. Très souvent, les croyances religieuses et la mythologie font référence à Jupiter. Dans les temps modernes, la planète tire son nom de l’ancien dieu romain.

L’ampleur des phénomènes atmosphériques sur Jupiter est bien plus grande que celle sur Terre. La formation la plus remarquable de la planète est considérée comme la Grande Tache Rouge, une tempête géante que nous connaissons depuis le XVIIe siècle.

Le nombre approximatif de satellites est de 67, dont les plus grands sont : Europe, Io, Callisto et Ganymède. Ils ont été découverts pour la première fois par G. Galilée en 1610.

Toutes les études de la planète sont réalisées à l'aide de télescopes orbitaux et au sol. Depuis les années 70, 8 sondes de la NASA ont été envoyées sur Jupiter. Lors des grandes oppositions, la planète était visible à l'œil nu. Jupiter est l'un des objets les plus brillants du ciel après Vénus et la Lune. Et les satellites et le disque lui-même sont considérés comme les plus populaires auprès des observateurs.

Observations de Jupiter

Gamme optique

Si vous considérez un objet dans la région infrarouge du spectre, vous pouvez faire attention aux molécules He et H2, et les raies des autres éléments deviennent perceptibles de la même manière. La quantité H parle de l'origine de la planète, et l'évolution interne peut être apprise à travers la composition qualitative et quantitative d'autres éléments. Mais les molécules d'hélium et d'hydrogène n'ont pas de moment dipolaire, ce qui signifie que leurs lignes d'absorption ne sont visibles que lorsqu'elles sont absorbées par ionisation par impact. De plus, ces lignes apparaissent dans les couches supérieures de l'atmosphère, d'où elles ne sont pas en mesure de transporter des données sur les couches plus profondes. Sur cette base, les informations les plus fiables sur la quantité d'hydrogène et d'hélium sur Jupiter peuvent être obtenues à l'aide de l'appareil Galileo.

Concernant les éléments restants, leur analyse et leur interprétation sont très difficiles. Il est impossible de dire avec certitude les processus qui se déroulent dans l’atmosphère de la planète. La composition chimique est également une grande question. Mais, selon la plupart des astronomes, tous les processus pouvant affecter les éléments sont locaux et limités. Il s'ensuit qu'ils ne provoquent aucun changement particulier dans la distribution des substances.

Jupiter émet 60 % d’énergie de plus qu’elle n’en consomme du Soleil. Ces processus affectent la taille de la planète. Jupiter diminue de 2 cm par an. P. Bodenheimer a avancé en 1974 l'opinion qu'au moment de sa formation, la planète était 2 fois plus grande qu'elle ne l'est aujourd'hui et que la température était beaucoup plus élevée.

Gamme gamma

L'étude de la planète dans le domaine des rayons gamma concerne les aurores et l'étude du disque. Le Laboratoire spatial Einstein l'a enregistré en 1979. Depuis la Terre, les régions des aurores dans les rayons ultraviolets et X coïncident, mais cela ne s'applique pas à Jupiter. Des observations antérieures ont établi une pulsation de rayonnement avec une périodicité de 40 minutes, mais des observations ultérieures ont montré cette dépendance bien pire.

Les astronomes avaient espéré qu'en utilisant le spectre des rayons X, les lumières aurorales sur Jupiter seraient similaires à celles des comètes, mais les observations de Chandra ont réfuté cet espoir.

Selon l'observatoire spatial XMM-Newton, il s'avère que l'émission de rayons gamma du disque est une réflexion solaire du rayonnement X. Par rapport aux aurores boréales, il n’y a pas de périodicité dans l’intensité du rayonnement.

Radiosurveillance

Jupiter est l'une des sources radio les plus puissantes du système solaire dans la gamme mètre-décimètre. Les émissions radio sont sporadiques. De telles rafales se produisent dans la plage de 5 à 43 MHz, avec une largeur moyenne de 1 MHz. La durée de l'éclatement est très courte - 0,1 à 1 seconde. Le rayonnement est polarisé et dans un cercle il peut atteindre 100 %.

L'émission radio de la planète dans la gamme courte centimètre-millimètre est de nature purement thermique, bien que, contrairement à la température d'équilibre, la luminosité soit beaucoup plus élevée. Cette caractéristique indique le flux de chaleur provenant des profondeurs de Jupiter.

Calculs du potentiel gravitationnel

L'analyse des trajectoires des engins spatiaux et les observations des mouvements des satellites naturels montrent le champ gravitationnel de Jupiter. Il présente de fortes différences par rapport au modèle à symétrie sphérique. En règle générale, le potentiel gravitationnel est présenté sous forme développée à l'aide de polynômes de Legendre.

Les vaisseaux spatiaux Pioneer 10, Pioneer 11, Galileo, Voyager 1, Voyager 2 et Cassini ont utilisé plusieurs mesures pour calculer le potentiel gravitationnel : 1) des images transmises pour déterminer leur emplacement ; 2) effet Doppler ; 3) interférométrie radio. Certains d’entre eux ont dû prendre en compte la présence gravitationnelle de la Grande Tache Rouge lors de leurs mesures.

De plus, lors du traitement des données, il est nécessaire de postuler la théorie du mouvement des satellites de Galilée en orbite autour du centre de la planète. La prise en compte de l’accélération, qui est de nature non gravitationnelle, est considérée comme un énorme problème pour des calculs précis.

Jupiter dans le système solaire

Le rayon équatorial de cette géante gazeuse est de 71,4 mille km, soit 11,2 fois plus grand que celui de la Terre. Jupiter est la seule planète de ce type dont le centre de masse avec le Soleil est situé à l'extérieur du Soleil.

La masse de Jupiter dépasse le poids total de toutes les planètes de 2,47 fois, celle de la Terre de 317,8 fois. Mais elle est 1000 fois inférieure à la masse du Soleil. La densité est très similaire à celle du Soleil et 4,16 fois inférieure à celle de notre planète. Mais la force de gravité est 2,4 fois supérieure à celle de la Terre.

La planète Jupiter, une « étoile ratée »

Certaines études de modèles théoriques ont montré que si la masse de Jupiter était légèrement plus grande qu'elle ne l'est réellement, la planète commencerait à rétrécir. Bien que de petits changements n’affecteraient pas particulièrement le rayon de la planète, à condition que si la masse réelle était quadruplée, la densité planétaire augmenterait tellement que le processus de diminution de taille commencerait sous l’action d’une forte gravité.

D’après cette étude, Jupiter a le diamètre maximum pour une planète ayant une histoire et une structure similaires. De nouvelles augmentations de masse ont entraîné une contraction continue jusqu'à ce que Jupiter, grâce à la formation d'étoiles, devienne une naine brune avec 50 fois sa masse actuelle. Les astronomes pensent que Jupiter est une « étoile ratée », même s’il n’est pas encore clair s’il existe des similitudes entre le processus de formation de la planète Jupiter et les planètes qui forment des systèmes d’étoiles binaires. Les premières preuves suggèrent que Jupiter devrait être 75 fois plus massive pour devenir une étoile, mais la plus petite naine rouge connue n'a que 30 % de diamètre plus grand.

Rotation et orbite de Jupiter

Jupiter vu de la Terre a une magnitude apparente de 2,94 m, ce qui fait de la planète le troisième objet le plus brillant visible à l'œil nu après Vénus et la Lune. A sa distance maximale de nous, la taille apparente de la planète est de 1,61 m. La distance minimale entre la Terre et Jupiter est de 588 millions de kilomètres et la distance maximale est de 967 millions de kilomètres.

L'opposition entre les planètes se produit tous les 13 mois. Il convient de noter qu'une fois tous les 12 ans, la grande opposition de Jupiter a lieu ; au moment où la planète se trouve près du périhélie de sa propre orbite, tandis que la taille angulaire de l'objet par rapport à la Terre est de 50 secondes d'arc.

Jupiter est à 778,5 millions de kilomètres du Soleil, tandis que la planète fait une révolution complète autour du Soleil en 11,8 années terrestres. La plus grande perturbation du mouvement de Jupiter sur sa propre orbite est provoquée par Saturne. Il existe deux types de rémunération :

Séculaire – il est en vigueur depuis 70 000 ans. Dans le même temps, l’excentricité de l’orbite de la planète change.

Résonant - se manifeste en raison du rapport de proximité de 2:5.

Une particularité de la planète est qu'elle présente une grande proximité entre le plan orbital et le plan de la planète. Sur la planète Jupiter il n’y a pas de changement de saisons, du fait que l’axe de rotation de la planète est incliné de 3,13°, à titre de comparaison, on peut ajouter que l’inclinaison de l’axe de la Terre est de 23,45° ;

La rotation de la planète autour de son axe est la plus rapide parmi toutes les planètes faisant partie du système solaire. Ainsi, dans la région de l'équateur, Jupiter tourne autour de son axe en 9 heures 50 minutes et 30 secondes, et aux latitudes moyennes cette révolution prend 5 minutes et 10 de plus. En raison de cette rotation, le rayon de la planète à l’équateur est 6,5 % plus grand qu’aux latitudes moyennes.

Théories sur l'existence de la vie sur Jupiter

De nombreuses recherches au fil du temps suggèrent que les conditions de Jupiter ne sont pas propices à l’origine de la vie. Tout d’abord, cela s’explique par la faible teneur en eau de l’atmosphère de la planète et par l’absence de base solide de la planète. Il convient de noter que dans les années 70 du siècle dernier, une théorie a été avancée selon laquelle des organismes vivants vivant d’ammoniac pourraient se trouver dans les couches supérieures de l’atmosphère de Jupiter. À l’appui de cette hypothèse, on peut affirmer que l’atmosphère de la planète, même à faible profondeur, présente une température et une densité élevées, ce qui contribue aux processus d’évolution chimique. Cette théorie a été avancée par Carl Sagan, après quoi, avec E.E. Salpeter, les scientifiques ont effectué une série de calculs qui ont permis de dériver trois formes de vie proposées sur la planète :

• Les flotteurs étaient censés agir comme d’énormes organismes, de la taille d’une grande ville sur Terre. Ils ressemblent à un ballon dans la mesure où ils pompent l’hélium de l’atmosphère et laissent derrière eux de l’hydrogène. Ils vivent dans les couches supérieures de l’atmosphère et produisent eux-mêmes des molécules nécessaires à leur nutrition.
• Les plombs sont des micro-organismes capables de se multiplier très rapidement, ce qui permet à l'espèce de survivre.
• Les chasseurs sont des prédateurs qui se nourrissent de corps flottants.

Mais ce ne sont là que des hypothèses qui ne sont pas confirmées par des faits scientifiques.

Structure de la planète

Les technologies modernes ne permettent pas encore aux scientifiques de déterminer avec précision la composition chimique de la planète, mais les couches supérieures de l’atmosphère de Jupiter ont néanmoins été étudiées avec une grande précision. L’étude de l’atmosphère n’est devenue possible que grâce à la descente d’un vaisseau spatial appelé Galileo, qui est entré dans l’atmosphère de la planète en décembre 1995. Cela a permis de dire avec précision que l'atmosphère est constituée d'hélium et d'hydrogène ; en plus de ces éléments, du méthane, de l'ammoniac, de l'eau, de la phosphine et du sulfure d'hydrogène ont été découverts ; On suppose que la sphère la plus profonde de l’atmosphère, à savoir la troposphère, est constituée de soufre, de carbone, d’azote et d’oxygène.

Des gaz inertes comme le xénon, l'argon et le krypton sont également présents et leur concentration est plus élevée que dans le Soleil. La possibilité de l'existence d'eau, de dioxyde et de monoxyde de carbone est possible dans les couches supérieures de l'atmosphère de la planète en raison de collisions avec des comètes, comme l'exemple donné par la comète Shoemaker-Levy 9.

La couleur rougeâtre de la planète s'explique par la présence de composés de phosphore rouge, de carbone et de soufre, ou encore par de la matière organique issue de l'exposition à des décharges électriques. Il convient de noter que la couleur de l’atmosphère n’est pas uniforme, ce qui suggère que différentes zones sont constituées de composants chimiques différents.

Structure de Jupiter

Il est généralement admis que la structure interne de la planète sous les nuages ​​​​est constituée d'une couche d'hélium et d'hydrogène de 21 000 kilomètres d'épaisseur. Ici, la substance a une transition en douceur dans sa structure de l'état gazeux à l'état liquide, après quoi il y a une couche d'hydrogène métallique d'une épaisseur de 50 000 kilomètres. La partie médiane de la planète est occupée par un noyau solide d'un rayon de 10 000 kilomètres.

Le modèle le plus reconnu de la structure de Jupiter :

1. Atmosphère:
2. Couche externe d'hydrogène.

La couche intermédiaire est représentée par l'hélium (10 %) et l'hydrogène (90 %).

• La partie inférieure est constituée d'un mélange d'hélium, d'hydrogène, d'ammonium et d'eau. Cette couche est divisée en trois :

  • Celui du haut est l’ammoniac sous forme solide, qui a une température de −145 °C et une pression de 1 atm.
  • Au milieu se trouve l’hydrogénosulfate d’ammonium à l’état cristallisé.
  • La position basse est occupée par l'eau à l'état solide et éventuellement même à l'état liquide. La température est d'environ 130 °C et la pression est de 1 atm.

1. Couche constituée d'hydrogène à l'état métallique. Les températures peuvent varier de 6,3 mille à 21 mille Kelvin. Dans le même temps, la pression est également variable - de 200 à 4 000 GPa.
2. Noyau de pierre.

La création de ce modèle a été rendue possible grâce à l'analyse d'observations et de recherches, prenant en compte les lois de l'extrapolation et de la thermodynamique. Il convient de noter que cette structure n'a pas de limites ni de transitions claires entre les couches voisines, ce qui suggère que chaque couche est complètement localisée et peut être étudiée séparément.

Atmosphère de Jupiter

Les taux de croissance des températures sur la planète ne sont pas monotones. Dans l'atmosphère de Jupiter, ainsi que dans l'atmosphère terrestre, plusieurs couches peuvent être distinguées. Les couches supérieures de l'atmosphère ont les températures les plus élevées et, en se déplaçant vers la surface de la planète, ces indicateurs diminuent considérablement, mais à leur tour la pression augmente.

La thermosphère de la planète perd la majeure partie de la chaleur de la planète elle-même, et ce qu'on appelle les aurores boréales se forment également ici. La limite supérieure de la thermosphère est considérée comme une pression de 1 nbar. Au cours de l'étude, des données ont été obtenues sur la température dans cette couche : elle atteint 1000 K. Les scientifiques n'ont pas encore été en mesure d'expliquer pourquoi la température ici est si élevée.

Les données de la sonde spatiale Galileo ont montré que la température des nuages ​​supérieurs est de −107 °C à une pression de 1 atmosphère, et en descendant jusqu'à une profondeur de 146 kilomètres, la température augmente jusqu'à +153 °C et une pression de 22 atmosphères.

L'avenir de Jupiter et de ses lunes

Tout le monde sait qu’à terme, le Soleil, comme toute autre étoile, épuisera toutes ses réserves de combustible thermonucléaire, tandis que sa luminosité augmentera de 11 % tous les milliards d’années. De ce fait, la zone habitable habituelle se déplacera considérablement au-delà de l’orbite de notre planète jusqu’à atteindre la surface de Jupiter. Cela permettra à toute l’eau des satellites de Jupiter de fondre, ce qui déclenchera l’émergence d’organismes vivants sur la planète. On sait que dans 7,5 milliards d'années, le Soleil, en tant qu'étoile, se transformera en une géante rouge, grâce à quoi Jupiter acquerra un nouveau statut et deviendra un Jupiter chaud. Dans ce cas, la température à la surface de la planète sera d'environ 1 000 K, ce qui entraînera la lueur de la planète. Dans ce cas, les satellites ressembleront à des déserts sans vie.

Lunes de Jupiter

Les données modernes indiquent que Jupiter possède 67 satellites naturels. Selon les scientifiques, nous pouvons conclure qu'il pourrait y avoir plus d'une centaine d'objets de ce type autour de Jupiter. Les lunes de la planète portent principalement le nom de personnages mythiques liés d'une manière ou d'une autre à Zeus. Tous les satellites sont divisés en deux groupes : externes et internes. Seuls 8 satellites sont internes, dont les galiléens.

Les premiers satellites de Jupiter ont été découverts en 1610 par le célèbre scientifique Galileo Galilei : Europe, Ganymède, Io et Callisto. Cette découverte a confirmé l'exactitude de Copernic et de son système héliocentrique.

La seconde moitié du XXe siècle a été marquée par une étude active des objets spatiaux, parmi lesquels Jupiter mérite une attention particulière. Cette planète a été étudiée à l'aide de puissants télescopes et radiotélescopes au sol, mais les plus grands progrès dans ce domaine ont été réalisés grâce à l'utilisation du télescope Hubble et au lancement d'un grand nombre de sondes vers Jupiter. Les recherches se poursuivent activement en ce moment, car Jupiter recèle encore de nombreux secrets et mystères.

Jupiter est la plus grande planète Système solaire. Il est situé sur la cinquième orbite autour du Soleil.
Appartient à la catégorie géantes gazeuses et justifie pleinement l'exactitude d'une telle classification.

Jupiter tire son nom de l'ancien dieu suprême du tonnerre. Probablement dû au fait que la planète est connue depuis l’Antiquité et qu’on la retrouve parfois dans la mythologie.

Poids et taille.
Si vous comparez les tailles de Jupiter et de la Terre, vous comprendrez à quel point elles diffèrent. Jupiter a un rayon plus de 11 fois plus grand que celui de notre planète.
De plus, la masse de Jupiter est 318 fois supérieure à la masse de la Terre ! Et cela est également affecté par la faible densité du géant (près de 5 fois inférieure à celle de la Terre).

Structure et composition.
Le noyau de la planète, très intéressant, est constitué de pierre. Son diamètre est d'environ 20 000 kilomètres.
Vient ensuite une couche d’hydrogène métallique ayant deux fois le diamètre du noyau. La température de cette couche varie de 6 000 à 20 000 degrés.
La couche suivante est constituée d’une substance composée d’hydrogène, d’hélium, d’ammoniac, d’eau et autres. Son épaisseur est également d'environ 20 000 kilomètres. Il est intéressant de noter qu’en surface, cette couche a une forme gazeuse, mais se transforme ensuite progressivement en liquide.
Eh bien, la dernière couche externe est constituée, en grande partie, d’hydrogène. Il y a aussi un peu d'hélium et un peu moins d'autres éléments. Cette couche est gazeuse.

Orbite et rotation.
La vitesse de l'orbite de Jupiter n'est pas très élevée. La planète accomplit une révolution complète autour de l’étoile centrale en près de 12 ans.
Mais la vitesse de rotation autour de son axe, au contraire, est élevée. Et plus encore - la plus haute parmi toutes les planètes du système. Un délai d'exécution prend un peu moins de 10 heures.

Informations sur la planète Jupiter

Atmosphère.
L'atmosphère de Jupiter est composée d'environ 89 % d'hydrogène et de 8 à 10 % d'hélium. Les miettes restantes proviennent du méthane, de l’ammonium, de l’eau et bien plus encore.
Lorsqu'elles sont observées de loin, les bandes de Jupiter sont clairement visibles - des couches de l'atmosphère qui diffèrent par leur composition, leur température et leur pression. Ils ont même des couleurs différentes : certaines sont plus claires, d'autres plus foncées. Parfois, ils se déplacent autour de la planète dans des directions différentes et presque toujours à des vitesses différentes, ce qui est plutôt beau.

Dans l'atmosphère de Jupiter, des phénomènes prononcés se produisent : éclairs, tempêtes et autres. Ils sont à une échelle bien plus grande que sur notre planète.

Température.
Malgré l’éloignement du Soleil, les températures sur la planète sont très élevées.
Dans l'atmosphère - d'environ -110 °C à +1000 °C. Eh bien, à mesure que la distance au centre de la planète diminue, la température augmente également.
Mais cela ne se produit pas de manière uniforme. Surtout pour son atmosphère, le changement de température dans ses différentes couches se produit de manière plutôt inattendue. Il n’est pas encore possible d’expliquer tous ces changements.

— En raison de sa rotation rapide autour de son axe, Jupiter est légèrement allongée en hauteur. Ainsi, son rayon équatorial dépasse celui polaire de près de 5 000 kilomètres (respectivement 71,5 mille km et 66,8 mille km).

— Le diamètre de Jupiter est aussi proche que possible de la limite pour les planètes de ce type de structure. Avec une nouvelle augmentation théorique de la planète, celle-ci commencerait à rétrécir, mais son diamètre resterait presque inchangé. Le même qu'elle a maintenant.
Une telle compression conduirait à l’apparition d’une nouvelle Étoile.

— Dans l'atmosphère de Jupiter, il y a un gigantesque ouragan continu - ce qu'on appelle La tache rouge de Jupiter(en raison de sa couleur lorsqu'on l'observe). La taille de cette tache dépasse plusieurs diamètres de la Terre ! 15 000 kilomètres sur 30 000 - c'est à peu près sa taille (et elle a diminué de 2 fois au cours des 100 dernières années).

— La planète possède 3 anneaux très fins et invisibles.

"Il pleut des diamants sur Jupiter."

— Jupiter a le plus grand nombre de satellites parmi toutes les planètes du système solaire - 67.
L'un de ces satellites, Europa, contient un océan mondial atteignant une profondeur de 90 kilomètres. Le volume d'eau de cet océan est supérieur au volume des océans de la Terre (bien que le satellite soit sensiblement plus petit que la Terre). Peut-être y a-t-il des organismes vivants dans cet océan.

Jupiter est la cinquième planète du système solaire après le Soleil. C'est une planète géante. Le diamètre équatorial de Jupiter est près de 11 fois celui de la Terre. La masse de Jupiter dépasse de 318 fois celle de la Terre.

La planète Jupiter est connue des hommes depuis l'Antiquité : comme Mercure, Vénus, Mars, Saturne, elle est visible à l'œil nu dans le ciel nocturne. Lorsque les premiers télescopes imparfaits ont commencé à se répandre en Europe à la fin du XVIe siècle, le scientifique italien Galileo Galilei a décidé de fabriquer lui-même un tel appareil. Il a deviné l'utiliser au profit de l'astronomie. En 1610, Galilée a vu de minuscules « étoiles » en orbite autour de Jupiter à l’aide d’un télescope. Ces quatre satellites découverts par Galilée (satellites galiléens) ont été nommés Io, Europe, Ganymède, Callisto.

Les anciens Romains identifiaient nombre de leurs dieux aux dieux grecs. Jupiter, le dieu romain suprême, est identique au dieu suprême de l'Olympe, Zeus. Les satellites de Jupiter reçurent les noms de personnages du cercle de Zeus. Io est l'un de ses nombreux amants. Europe est une belle femme phénicienne qui a été kidnappée par Zeus et transformée en un puissant taureau. Ganymède est un beau jeune échanson au service de Zeus. Par jalousie, Héra, l'épouse de Zeus, transforma la nymphe Callisto en ours. Zeus l'a placé dans le ciel sous la forme de la constellation de la Grande Ourse.

Pendant près de trois siècles, seuls les satellites galiléens sont restés connus de la science comme satellites de Jupiter. En 1892, le cinquième satellite de Jupiter, Amalthée, est découvert. Amalthée est une chèvre divine qui a nourri Zeus avec son lait lorsque sa mère a été forcée de mettre son fils nouveau-né à l'abri de la colère débridée de son père, le dieu Kronos. La Corne d’Amalthée est devenue une corne d’abondance de conte de fées. Après Amalthée, les découvertes des lunes de Jupiter ont commencé à affluer comme une corne d'abondance. Actuellement, 63 satellites de Jupiter sont connus.

Jupiter et ses lunes sont non seulement étudiées par des scientifiques terrestres utilisant des méthodes scientifiques modernes, mais ont également été examinées à des distances plus rapprochées à l'aide de vaisseaux spatiaux. La station automatique interplanétaire américaine Pioneer 10 s'est approchée pour la première fois de Jupiter à une distance relativement proche en 1973, Pioneer 11 un an plus tard. En 1979, les vaisseaux spatiaux américains Voyager 1 et Voyager 2 se sont approchés de Jupiter. En 2000, la station interplanétaire automatique Cassini est passée par Jupiter, transmettant à la Terre des photographies et des informations uniques sur la planète et ses satellites. De 1995 à 2003, la sonde spatiale Galileo a fonctionné au sein du système Jupiter, dont la mission était de mener une étude détaillée de Jupiter et de ses lunes. Les vaisseaux spatiaux ont non seulement aidé à collecter une grande quantité d'informations sur Jupiter et ses nombreux satellites, mais ont également découvert un anneau autour de Jupiter constitué de petites particules solides.

L'ensemble de l'essaim des satellites de Jupiter peut être divisé en deux groupes. L'un d'eux est interne (situé plus près de Jupiter), qui comprend quatre satellites galiléens et Amalthée. Tous, à l'exception d'Amalthée, relativement petite, sont de grands corps cosmiques. Le diamètre de la plus petite des lunes galiléennes, Europe, est environ 0,9 fois le diamètre de notre Lune. Le diamètre du plus grand, Ganymède, est 1,5 fois celui de la Lune. Tous ces satellites se déplacent sur leurs orbites presque circulaires dans le plan de l'équateur de Jupiter dans le sens de rotation de la planète. Comme notre Lune, les satellites galiléens de Jupiter sont toujours tournés vers leur planète du même côté : le temps de révolution de chaque satellite autour de son axe et autour de la planète est le même. La plupart des scientifiques pensent que ces cinq lunes de Jupiter se sont formées en même temps que leur planète.

Un grand nombre de satellites extérieurs de Jupiter sont de petits corps cosmiques. Les satellites extérieurs dans leur mouvement n'adhèrent pas au plan de l'équateur jupitérien. La plupart des satellites extérieurs de Jupiter orbitent dans le sens opposé à la rotation de la planète. Très probablement, ils sont tous des « étrangers » dans le monde de Jupiter. Il s’agit peut-être de fragments de grands corps cosmiques entrés en collision à proximité de Jupiter, ou d’un ancêtre qui s’est effondré sous un fort champ gravitationnel.

À ce jour, les scientifiques ont collecté une grande quantité d'informations sur la planète Jupiter et ses satellites ont transmis à la Terre un grand nombre de photographies prises à des distances relativement proches. Mais la véritable sensation, qui a brisé les idées antérieures des scientifiques sur les satellites des planètes, a été le fait que des éruptions volcaniques se produisent sur le satellite Io de Jupiter. Les petits corps cosmiques se refroidissent dans l’espace au cours de leur existence ; leurs profondeurs ne devraient pas maintenir l’énorme température nécessaire au maintien de l’activité volcanique.

Io n'est pas seulement un corps qui conserve encore quelques traces d'activité souterraine, mais le corps volcanique le plus actif du système solaire connu à l'heure actuelle. Les éruptions volcaniques sur Io peuvent être considérées comme presque continues. Et en termes de force, elles sont plusieurs fois supérieures aux éruptions des volcans terrestres.

Caractéristiques de Jupiter

De quoi donner « vie » à un petit corps cosmique qui aurait dû se transformer depuis longtemps en un bloc mort. Les scientifiques pensent que le corps de la planète se réchauffe constamment en raison du frottement des roches qui forment le satellite, sous l'influence de l'énorme force gravitationnelle de Jupiter et des forces gravitationnelles d'Europe et de Ganymède. Pour chaque révolution, Io change d'orbite deux fois, se déplaçant radialement de 10 km vers et loin de Jupiter. En se comprimant et en se desserrant périodiquement, le corps d'Io se réchauffe de la même manière qu'un fil plié se réchauffe.

Intéressez les enfants aux faits bien connus et aux secrets encore non révélés de Jupiter et des membres de sa grande famille. Internet offre la possibilité de satisfaire l'intérêt pour ce sujet.

4.14. Jupiter

4.14.1. Caractéristiques physiques

Jupiter (géante gazeuse) est la cinquième planète du système solaire.
Rayon équatorial : 71492 ± 4 km, rayon polaire : 66854 ± 10 km.
Masse : 1,8986 × 10 27 kg ou 317,8 masses terrestres.
Densité moyenne : 1,326 g/cm³.
L'albédo sphérique de Jupiter est de 0,54.

Le flux thermique interne par unité de surface de la « surface » de Jupiter est approximativement égal au flux reçu du Soleil. À cet égard, Jupiter est plus proche des étoiles que des planètes telluriques. Cependant, la source de l’énergie interne de Jupiter ne provient évidemment pas des réactions nucléaires. La réserve d'énergie accumulée lors de la compression gravitationnelle de la planète est émise.

4.14.2. Éléments d'orbite et caractéristiques du mouvement

La distance moyenne de Jupiter au Soleil est de 778,55 millions de km (5,204 UA). L'excentricité orbitale est e = 0,04877. La période de révolution autour du Soleil est de 11,859 ans (4331,572 jours) ; vitesse orbitale moyenne – 13,07 km/s. L'inclinaison de l'orbite par rapport au plan de l'écliptique est de 1,305°. Inclinaison de l'axe de rotation : 3,13°. Le plan équatorial de la planète étant proche du plan de son orbite, il n’y a pas de saisons sur Jupiter.

Jupiter tourne plus vite que toute autre planète du système solaire et la vitesse angulaire de rotation diminue de l'équateur aux pôles. La période de rotation est de 9,925 heures. En raison de sa rotation rapide, la compression polaire de Jupiter est assez perceptible : le rayon polaire est inférieur de 6,5 % au rayon équatorial.

Jupiter possède la plus grande atmosphère parmi les planètes du système solaire, qui s'étend jusqu'à une profondeur de plus de 5 000 km. Jupiter n'ayant pas de surface solide, la limite interne de l'atmosphère correspond à une profondeur à laquelle la pression est de 10 bars (soit environ 10 atm).

L'atmosphère de Jupiter est principalement composée d'hydrogène moléculaire H2 (environ 90 %) et d'hélium He (environ 10 %). L'atmosphère contient également des composés moléculaires simples : eau, méthane, sulfure d'hydrogène, ammoniac et phosphine, etc. Des traces des hydrocarbures les plus simples - éthane, benzène et d'autres composés ont également été trouvées.

L'atmosphère a une structure rayée prononcée, composée de zones claires et de ceintures sombres, qui sont le résultat de la manifestation de flux convectifs qui transportent la chaleur interne vers la surface.

Dans la zone des zones claires, il y a une pression accrue correspondant aux flux ascendants. Les nuages ​​​​qui forment les zones sont situés à un niveau plus élevé et leur couleur claire s'explique apparemment par la concentration accrue d'ammoniac NH 3 et d'hydrosulfure d'ammonium NH 4 HS.

Les nuages ​​​​de ceinture sombre situés en dessous contiennent vraisemblablement des composés de phosphore et de soufre, ainsi que quelques hydrocarbures simples. Ces composés, incolores dans des conditions normales, acquièrent une couleur foncée suite à l'exposition aux rayons UV du Soleil. Les nuages ​​dans les zones sombres ont une température plus élevée que dans les zones claires et représentent des zones de courants descendants. Les zones et les ceintures ont des vitesses de mouvement différentes dans le sens de rotation de Jupiter.

Aux limites des ceintures et des zones où de fortes turbulences sont observées, apparaissent des structures vortex dont l'exemple le plus frappant est la Grande Tache Rouge (GRS), un cyclone géant dans l'atmosphère de Jupiter qui existe depuis plus de 350 ans. Le gaz dans le BKP tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre avec une période de rotation d’environ 6 jours terrestres. La vitesse du vent à l’intérieur du spot dépasse les 500 km/h. La couleur orange vif de la tache serait due à la présence de soufre et de phosphore dans l'atmosphère.

Jupiter est la planète la plus massive

La longueur du BCP est d'environ 30 000 km et sa largeur de 13 000 km (nettement plus grande que la Terre). La taille de la tache change constamment et il y a une tendance à sa réduction, puisqu'il y a 100 ans le BKP était environ 2 fois plus grand. La tache se déplace parallèlement à l'équateur de la planète.

4.14.4. Structure interne

On pense actuellement que Jupiter possède un noyau solide en son centre, suivi d'une couche d'hydrogène métallique liquide mélangé à une petite quantité d'hélium et d'une couche externe composée principalement d'hydrogène moléculaire. Malgré le concept général et généralement formé, il contient néanmoins de nombreux détails incertains et peu clairs.

Pour décrire le noyau, le modèle du noyau rocheux de la planète est le plus souvent utilisé, mais ni les propriétés de la substance aux pressions et températures extrêmes atteintes dans le noyau (au moins 3 000-4 500 GPa et 36 000 K), ni sa description détaillée. la composition est connue. La présence d'un noyau solide pesant de 12 à 45 masses terrestres (soit 3 à 15 % de la masse de Jupiter) découle des mesures du champ gravitationnel de Jupiter. De plus, l'embryon solide (glace ou roche) du proto-Jupiter pour l'accrétion ultérieure d'hydrogène léger et d'hélium est un élément nécessaire dans les modèles modernes de l'origine des systèmes planétaires (voir section 4.6).

Le noyau est entouré d'une couche d'hydrogène métallique avec un mélange d'hélium et de néon condensé en gouttelettes. Cette coquille s'étend sur environ 78 % du rayon de la planète. Pour atteindre l'état d'hydrogène métallique liquide, une pression d'au moins 200 GPa et une température d'environ 10 000 K sont nécessaires (estimée).

Au-dessus de la couche d'hydrogène métallique se trouve une coque constituée d'hydrogène gaz-liquide (dans un état supercritique) avec un mélange d'hélium. La partie supérieure de cette coquille passe en douceur dans la couche externe - l'atmosphère de Jupiter.

Dans le cadre de ce modèle simple à trois couches, il n'y a pas de frontière claire entre les couches principales, cependant, les régions de transitions de phase sont également de faible épaisseur. Par conséquent, on peut supposer que presque tous les processus sont localisés, ce qui permet de considérer chaque couche séparément.

Jupiter possède un champ magnétique puissant. L'intensité du champ au niveau de la surface visible des nuages ​​est de 14 oersteds au pôle nord et de 10,7 oersteds au pôle sud. L'axe du dipôle est incliné de 10° par rapport à l'axe de rotation et la polarité est opposée à la polarité du champ magnétique terrestre. L'existence d'un champ magnétique s'explique par la présence d'hydrogène métallique dans les profondeurs de Jupiter, qui, étant un bon conducteur, tournant à grande vitesse, crée des champs magnétiques.

Jupiter est entourée d'une puissante magnétosphère qui, du côté jour, s'étend sur une distance de 50 à 100 rayons de la planète, et du côté nuit, elle s'étend au-delà de l'orbite de Saturne. Si la magnétosphère de Jupiter pouvait être vue depuis la surface de la Terre, ses dimensions angulaires dépasseraient les dimensions de la Lune.

Comparée à la magnétosphère terrestre, la magnétosphère de Jupiter est non seulement plus grande en taille et en puissance, mais a également une forme légèrement différente et, avec le dipôle, a des composants quadripolaires et octupôles prononcés. La forme de la magnétosphère de Jupiter est déterminée par deux facteurs supplémentaires qui sont absents dans le cas de la Terre : la rotation rapide de Jupiter et la présence d'une source proche et puissante de plasma magnétosphérique - le satellite de Jupiter Io.

Grâce à l’activité volcanique, Io, située à une distance d’environ 4,9 R J seulement de la couche supérieure de la planète, fournit chaque seconde jusqu’à 1 tonne de gaz neutre riche en soufre, dioxyde de soufre, oxygène et sodium dans la magnétosphère de Jupiter. Ce gaz est partiellement ionisé et forme un tore de plasma près de l'orbite d'Io.

Grâce à l'action combinée de la rotation rapide et de la formation de plasma intramagnétosphérique, une source supplémentaire de champ magnétique est créée - le magnétodisque de Jupiter. Le plasma se concentre au cœur de la magnétosphère dans la région des basses latitudes, formant un magnétodisque - une fine couche de courant dont la valeur du courant azimutal diminue proportionnellement à la distance à la planète. Le courant total dans le disque magnétique atteint une valeur d'environ 100 millions d'ampères.

Les électrons se déplaçant dans les ceintures de rayonnement de Jupiter sont une source de puissant rayonnement synchrotron incohérent provenant de la magnétosphère dans le domaine radio.

4.14.6. Caractéristiques générales des satellites et anneaux de Jupiter

On sait actuellement que Jupiter possède 63 satellites naturels et un système d’anneaux. Tous les satellites sont divisés en deux catégories : réguliers et irréguliers.

Huit satellites réguliers orbitent autour de Jupiter dans le sens de sa rotation sur des orbites presque circulaires. Les satellites réguliers, quant à eux, sont divisés en internes (satellites du groupe Amalthée) et principaux (ou galiléens).

Compagnons bergers. Les quatre satellites intérieurs de Jupiter - Métis (dimensions 60 × 40 × 34 km), Adrastea (20 × 16 × 14 km), Amalthée (250 × 146 × 128 km) et Théba (116 × 98 × 84 km) - ont une forme irrégulière et joue le rôle de ce qu'on appelle des lunes de berger qui empêchent les anneaux de Jupiter de se désintégrer.

Anneaux de Jupiter. Jupiter possède des anneaux faibles situés à une altitude de 55 000 km de l'atmosphère. Il y a deux anneaux principaux et un anneau intérieur très fin, de couleur orange caractéristique. La partie principale des anneaux a un rayon de 123 à 129 000 km. L'épaisseur des anneaux est d'environ 30 km. Les anneaux sont presque toujours orientés vers l'observateur terrestre, c'est pourquoi ils sont longtemps passés inaperçus. Les anneaux eux-mêmes sont principalement constitués de poussière et de petites particules de pierre qui reflètent mal les rayons du soleil et sont donc difficiles à distinguer.

Satellites galiléens. Les quatre lunes galiléennes de Jupiter (Io, Europe, Ganymède et Callisto) comptent parmi les plus grandes lunes du système solaire. La masse totale des lunes galiléennes représente 99,999 % de tous les objets en orbite autour de Jupiter (pour plus d'informations sur les lunes galiléennes, voir la section 4.14.7 ci-dessous).

Satellites irréguliers. Il est d'usage d'appeler satellites irréguliers les satellites dont les orbites présentent de grandes excentricités ; ou des satellites qui se déplacent en orbite dans la direction opposée ; ou des satellites dont les orbites sont caractérisées par de grandes inclinaisons par rapport au plan équatorial. Les satellites irréguliers sont apparemment des astéroïdes capturés parmi les « Troyens » ou les « Grecs ».

Satellites irréguliers qui orbitent autour de Jupiter dans le sens de sa rotation :
Thémisto (ne forme pas de famille) ;
Groupe Himalia (Leda, Himalia, Lysitia, Elara, S/2000 J 11) ;
Carpo (ne forme pas de famille).

Satellites irréguliers qui orbitent autour de Jupiter dans la direction opposée :
S/2003 J 12 (ne forme pas de famille) ;
Groupe Karme (13 satellites) ;
Groupe Ananke (16 satellites) ;
Groupe Pasiphe (17 satellites) ;
S/2003 J 2 (ne forme pas de famille).

4.14.7. Lunes galiléennes : Io, Europe, Ganymède et Callisto

Les lunes galiléennes de Jupiter (Io, Europe, Ganymède et Callisto) ont été découvertes par Galilée (qui leur a donné son nom) le 8 janvier 1610.

Les satellites galiléens tournent de manière synchrone et font toujours face à Jupiter du même côté (c’est-à-dire qu’ils sont dans une résonance spin-orbite de 1:1) en raison de l’influence des puissantes forces de marée de la planète géante. De plus, Io, Europe et Ganymède sont en résonance orbitale - leurs périodes orbitales sont dans le rapport 1:2:4. La stabilité des résonances orbitales des satellites galiléens a été observée depuis la découverte, c'est-à-dire pendant 400 années terrestres et plus de 20 000 années « satellite » (Ganymède) (la période orbitale de Ganymède est de 7,155 jours terrestres).

Io(diamètre moyen - 3640 km, masse - 8,93 × 10 22 kg ou 0,015 masse terrestre, densité moyenne - 3,528 g/cm 3) est plus proche que les autres satellites galiléens de Jupiter (en moyenne à une distance de 4,9R J de sa surface) que , apparemment, est dû à son activité volcanique - la plus élevée du système solaire. Plus de 10 volcans peuvent entrer en éruption simultanément à la surface d'Io. En conséquence, la topographie d’Io change complètement au cours de plusieurs centaines d’années. Les plus grandes éruptions des volcans ioniens éjectent de la matière à une vitesse de 1 km/s jusqu'à une hauteur pouvant atteindre 300 km. Comme les volcans terrestres, les volcans d'Io émettent du soufre et du dioxyde de soufre. Les cratères d'impact sont pratiquement absents sur Io, car ils sont détruits par des éruptions et des coulées de lave constantes. En plus des volcans, Io possède des montagnes non volcaniques, des lacs de soufre fondu et des coulées de lave visqueuse sur des centaines de kilomètres de long. Contrairement aux autres lunes galiléennes, Io n’a ni eau ni glace.

Europe(diamètre - 3122 km, masse - 4,80 × 10 22 kg ou 0,008 masse terrestre, densité moyenne - 3,01 g/cm 3) est en moyenne située à une distance de 8,4R J de la surface de Jupiter. L'Europe est entièrement recouverte d'une couche d'eau, vraisemblablement d'environ 100 km d'épaisseur (en partie sous la forme d'une croûte superficielle glacée de 10 à 30 km d'épaisseur ; en partie, croit-on, sous la forme d'un océan liquide souterrain). Plus bas se trouvent les rochers et, au centre, il y aurait un petit noyau métallique. La profondeur de l'océan peut atteindre 90 km et son volume dépasse le volume des océans de la Terre. La chaleur nécessaire pour le maintenir à l’état liquide est vraisemblablement générée par les interactions des marées (en particulier, les marées élèvent la surface du satellite jusqu’à 30 mètres de hauteur). La surface d'Europe est très plate, avec seulement quelques formations en forme de colline mesurant plusieurs centaines de mètres de hauteur. L'albédo élevé (0,67) du satellite indique que la glace de surface est assez propre. Le nombre de cratères est faible ; il n'y a que trois cratères d'un diamètre supérieur à 5 km.

Le puissant champ magnétique de Jupiter provoque des courants électriques dans l'océan salé d'Europe, qui forment son champ magnétique inhabituel.

Les pôles magnétiques sont situés près de l'équateur du satellite et se déplacent constamment. Les changements d'intensité de champ et d'orientation sont en corrélation avec le passage d'Europe à travers le champ magnétique de Jupiter. On pense que la vie pourrait exister dans l’océan d’Europe.

Il existe principalement deux types de régions à la surface de Ganymède : des régions sombres très anciennes et fortement cratérisées et des régions claires plus jeunes (mais aussi anciennes) marquées par de longues rangées de crêtes et d'encoches. L'origine des régions claires est évidemment associée à des processus tectoniques. De nombreux cratères d'impact sont présents sur les deux types de surface de Ganymède, ce qui indique leur ancienneté - jusqu'à 3 à 3,5 milliards d'années (similaire à la surface lunaire).

Callisto(diamètre - 4821 km, masse - 1,08 × 10 23 kg ou 0,018 masse terrestre, densité moyenne - 1,83 g/cm 3) est en moyenne située à une distance de 25,3R J de la surface de Jupiter. Callisto est l'un des corps les plus cratérisés du système solaire. Par conséquent, la surface du satellite est très ancienne (environ 4 milliards d’années) et son activité géologique est extrêmement faible. Callisto a la plus faible densité de toutes les lunes galiléennes (une tendance est observée : plus le satellite est éloigné de Jupiter, plus sa densité est faible) et est probablement constituée de 60 % de glace et d'eau et de 40 % de roche et de fer. On suppose que Callisto est recouverte d'une croûte de glace de 200 km d'épaisseur, sous laquelle se trouve une couche d'eau d'environ 10 km d'épaisseur. Les couches plus profondes semblent être constituées de roches comprimées et de glace, avec une augmentation progressive de la roche et du fer vers le centre.

Lectures complémentaires :

T. Owen, S. Atreya, H. Nieman. « Devinette soudaine » : les premiers résultats du sondage de l'atmosphère de Titan par la sonde Huygens

Données de base

Les plus gros satellites des planètes

obr - tourne dans la direction opposée au mouvement orbital

Jupiter est la plus grande planète du système solaire, son diamètre est 11 fois le diamètre de la Terre et sa masse est 318 fois la masse de la Terre. L'orbite de Jupiter autour du Soleil prend 12 ans, tandis que la distance moyenne au Soleil est de 800 millions de km. Les ceintures nuageuses dans l'atmosphère et la Grande Tache Rouge font de Jupiter une planète très pittoresque.

Jupiter n'est pas une planète rocheuse. Contrairement aux quatre planètes rocheuses les plus proches du Soleil, Jupiter est une énorme boule de gaz. Il existe trois autres géantes gazeuses encore plus éloignées du Soleil : Saturne, Uranus et Neptune. Dans leur composition chimique, ces planètes gazeuses sont très similaires au Soleil et sont très différentes des planètes rocheuses intérieures du système solaire. L'atmosphère de Jupiter, par exemple, est composée à 85 % d'hydrogène et à environ 14 % d'hélium. Bien que nous ne puissions voir aucune surface solide et rocheuse à travers les nuages ​​de Jupiter, au plus profond de la planète, l'hydrogène est sous une telle pression qu'il prend certaines des caractéristiques d'un métal.

Jupiter tourne extrêmement rapidement sur son axe : il fait un tour toutes les 10 heures. La vitesse de rotation est si élevée que la planète se renfle le long de l'équateur. Cette rotation rapide est également à l'origine de vents très forts dans la haute atmosphère, où les nuages ​​s'étendent en longs rubans colorés. Différentes parties de l’atmosphère tournent à des vitesses légèrement différentes, et c’est cette différence qui donne naissance aux bandes nuageuses. Les nuages ​​au-dessus de Jupiter sont épars et orageux, de sorte que l'apparence des bandes nuageuses peut changer en quelques jours seulement. De plus, les nuages ​​​​de Jupiter contiennent un très grand nombre de tourbillons et de grandes taches. La plus grande d’entre elles est ce qu’on appelle la Grande Tache Rouge, qui est plus grande que la Terre. On peut le voir même à travers un petit télescope. La Grande Tache Rouge est une énorme tempête dans l'atmosphère de Jupiter observée depuis 300 ans. Il y a au moins 16 lunes en orbite autour de Jupiter. L'un des
eux, est le plus gros satellite de notre système solaire ; elle est plus grande que la planète Mercure.

Voyages à Jupiter

Cinq vaisseaux spatiaux ont déjà été envoyés sur Jupiter. Le cinquième d'entre eux, Galileo, a été lancé en octobre 1989 pour un voyage de six ans. Les vaisseaux spatiaux Pioneer 10 et Pioneer 11 ont effectué pour la première fois des mesures. Ils ont été suivis par les deux vaisseaux spatiaux Voyager en 1979, qui ont fourni des photographies en gros plan tout simplement époustouflantes. Après 1991, le télescope spatial Hubble a commencé à photographier Jupiter, et ces images ne sont pas de qualité inférieure à celles prises par les Voyagers. De plus, le télescope spatial Hubble prendra des photos pendant plusieurs années, alors que les Voyagers ne disposaient que d'une courte période de temps pour survoler Jupiter.

Nuages ​​de gaz toxiques

Les rayures sombres et rougeâtres de Jupiter sont appelées ceintures et les rayures plus claires sont appelées zones. Les photos prises par le vaisseau spatial et le télescope spatial Hubble montrent des changements notables au niveau de la taille et des fesses en quelques semaines seulement. Cela est dû au fait que les traits caractéristiques de Jupiter que nous voyons sont en réalité les nuages ​​​​colorés et blancs de la haute atmosphère. Près de la Grande Tache Rouge, les nuages ​​forment de magnifiques motifs avec des tourbillons et des vagues. Les nuages ​​​​qui tournent en tourbillons sont emportés le long des bandes par des vents forts dont la vitesse dépasse 500 km/h.

Une grande partie de l’atmosphère de Jupiter serait nocive pour les humains. En plus des gaz prédominants - l'hydrogène et l'hélium - il contient également du méthane, de l'ammoniac toxique, de la vapeur d'eau et de l'acétylène. Vous trouveriez un tel endroit malodorant. Cette composition gazeuse est similaire à celle du soleil.

Les nuages ​​​​blancs contiennent des cristaux d'ammoniac gelé et de la glace d'eau. Les nuages ​​bruns, rouges et bleus doivent peut-être leur couleur à des produits chimiques comme nos colorants ou le soufre. Les éclairs d’orage peuvent être observés à travers les couches externes de l’atmosphère.

La couche nuageuse active est assez fine, inférieure au centième du rayon de la planète. Sous les nuages, la température augmente progressivement. Et bien qu'à la surface de la couche nuageuse il fasse -160°C, en descendant dans l'atmosphère sur seulement 60 km, on retrouverait la même température qu'à la surface de la Terre. Et un peu plus profondément, la température atteint déjà le point d'ébullition de l'eau.

Substance inhabituelle

Dans les profondeurs de Jupiter, la matière commence à se comporter d'une manière très inhabituelle. Même si l’on ne peut exclure la présence d’un petit noyau de fer au centre de la planète, la plus grande partie de la région profonde est constituée d’hydrogène. À l’intérieur de la planète, sous une pression énorme, l’hydrogène se transforme de gaz en liquide. À des niveaux de plus en plus profonds, la pression continue de s'exercer en raison du poids colossal des couches sus-jacentes de l'atmosphère.

À une profondeur d’environ 100 km se trouve un vaste océan d’hydrogène liquide. En dessous de 17 000 km, l’hydrogène est tellement comprimé que ses atomes sont détruits. Et puis il commence à se comporter comme du métal ; dans cet état, il conduit facilement l’électricité. Le courant électrique circulant à travers l’hydrogène métallique crée un puissant champ magnétique autour de Jupiter.

L'hydrogène métallique dans les profondeurs de Jupiter est un exemple d'un type inhabituel de matière que les astronomes peuvent étudier et qui est presque impossible à reproduire en laboratoire.

Presque une étoile

Jupiter libère plus d’énergie qu’elle n’en reçoit du Soleil. Les mesures effectuées par le vaisseau spatial ont montré que Jupiter émet environ 60 % d'énergie thermique de plus que celle qu'elle reçoit du rayonnement solaire.

On pense que la chaleur supplémentaire provient de trois sources : des réserves de chaleur restantes de la formation de Jupiter ; limon d'énergie libéré lors du processus de compression lente, contraction de la planète ; et, enfin, de l'énergie de désintégration radioactive.

Planète Jupiter

Cette chaleur, cependant, ne provient pas de la cessation de l’hydrogène en hélium, comme cela se produit dans les étoiles. En fait, même les plus petites étoiles qui exploitent l’énergie d’une telle terminaison sont environ 80 fois plus massives que Jupiter. Cela signifie que d’autres « systèmes solaires » peuvent avoir des planètes plus grandes que Jupiter, bien que plus petites que l’étoile.

Station de radio Jupiter

Jupiter est une station de radio naturelle. Aucune signification ne peut être extraite des signaux radio de Jupiter, puisqu'ils sont entièrement constitués de bruit. Ces signaux radio sont créés par des électrons traversant le très puissant champ magnétique de Jupiter. De puissants orages et éclairs se superposent au rugissement chaotique de la radio. Jupiter possède un champ magnétique puissant qui s'étend sur 50 diamètres de planète dans toutes les directions. Aucune autre planète du système solaire ne possède un magnétisme aussi puissant ni ne produit une émission radio aussi puissante.

Lunes de Jupiter

La famille des 16 lunes de Jupiter est comme un système solaire miniature, où Jupiter joue le rôle du Soleil, et ses loupes jouent le rôle des planètes. La plus grande lune est Ganymède, son diamètre est de 5262 km. Il est recouvert d'une épaisse croûte de glace reposant sur un noyau rocheux. Il existe de nombreuses traces de bombardements de météorites, ainsi que des preuves d'une collision avec un astéroïde géant il y a 4 milliards d'années.

Callisto est presque aussi grande que Ganymède et toute sa surface est densément parsemée de cratères. L'Europe a la surface la plus légère. Un cinquième de l'Europe est constitué d'eau, qui forme une coquille de glace de 100 km d'épaisseur. Cette couche glacée reflète la lumière aussi fortement que les nuages ​​​​de Vénus.

De toutes les boucles, la plus pittoresque est Io, qui tourne le plus près de Jupiter. Le kyste d'Io est complètement inhabituel : c'est un mélange de noir, de rouge et de jaune. Cette coloration étonnante s'explique par le fait qu'une grande quantité de soufre a jailli des profondeurs d'Io. Les caméras du Voyager ont montré plusieurs volcans actifs sur Io ; ils émettent des fontaines de soufre à 200 km de hauteur au-dessus de la surface. La lave soufrée s'envole à une vitesse de 1000 m et une seconde. Une partie de cette matière de lave s'échappe de l'apesanteur d'Io et forme un anneau entourant Jupiter.

La surface d’Io grinçait. On peut en parler car il ressemble presque à des cratères de météorites. L'orbite d'Io est à moins de 400 000 km de Jupiter. Par conséquent, Io est soumise à d’énormes forces de marée. L’alternance constante de marées d’étirement et de compression à l’intérieur d’Io génère d’intenses frictions internes. Grâce à cela, les régions intérieures restent chaudes et en fusion, malgré la grande distance entre Io et le Soleil.

En plus de quatre grandes lunes, Jupiter possède également de petits « lups ». Quatre d'entre elles volent plus bas que Io au-dessus de la surface de Jupiter, et les scientifiques pensent qu'il s'agit simplement de gros morceaux d'autres lunes qui ont cessé d'exister.

La plus grande planète de notre système solaire est Jupiter. Avec Neptune, Saturne et Uranus, cette planète est classée parmi les géantes gazeuses. Jupiter est connu de l'humanité depuis l'époque des civilisations anciennes ; il se reflète dans les croyances religieuses et la mythologie. Son nom vient du nom du dieu suprême du tonnerre de la Rome antique.

Le diamètre de cette géante est plus de 10 fois supérieur à celui de notre planète et son volume dépasse celui de toutes les planètes de notre système solaire. Il conviendra à 1 300 planètes comme la nôtre. La force gravitationnelle de Jupiter est telle qu'elle peut modifier la trajectoire des comètes et, à la fin, ce corps céleste peut quitter complètement le système solaire. Le champ magnétique de la planète Jupiter est également le plus puissant de toutes les planètes du système.

C’est 14 fois plus élevé que le nôtre. De nombreux astronomes sont enclins à croire que ce champ est créé en raison du mouvement de l'hydrogène à l'intérieur de la géante. Jupiter est une source radio très puissante, elle peut endommager tout vaisseau spatial existant qui s'approche trop près.

Malgré ses énormes paramètres, Jupiter est la planète la plus rapide du système solaire. Dix heures suffisent pour sa rotation complète. Mais pour voler autour du Soleil, le géant met environ 12 ans.


C'est intéressant : il n'y a pas de saisons sur la planète !
En principe, le géant peut être considéré comme un système distinct, comme le système unique de Jupiter dans le système solaire. Le fait est que plus de 60 satellites tournent autour de lui. Ils tournent tous dans le sens opposé à la rotation de la planète elle-même. Il est fort possible que le nombre réel de satellites de Jupiter dépasse la centaine, mais hélas, ils sont encore inconnus des scientifiques. Parmi tous les corps célestes tournant autour de ce géant, on peut en distinguer quatre : Callisto, IO, Europe et Ganymède. Tous les satellites ci-dessus sont au moins 1,5 fois plus gros que notre Lune.


Jupiter a 4 anneaux. L'une des choses les plus importantes est apparue à la suite de la collision d'une météorite avec 4 satellites de cette planète : Metis, Almathea, Thebe et Adrestea. Les anneaux de Jupiter ont une différence : aucune glace n’y a été trouvée. Relativement récemment, les scientifiques ont découvert un autre anneau, situé le plus près de la planète géante, appelé Halo.


Un fait étonnant est que la planète Jupiter abrite la Grande Tache Rouge, qui est en réalité un anticyclone de trois cent cinquante ans. Peut-être en a-t-il encore plus que nous ne le pensons. Elle a été découverte par l'astronome J. Cassini en 1665. Il a atteint son maximum il y a un siècle : 14 000 km de large et 40 000 km de long. Pour le moment, l'anticyclone a diminué de moitié. La tache rouge est une sorte de vortex qui tourne à une vitesse de 400 à 500 km/h dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
La Terre et Jupiter se ressemblent quelque peu. Par exemple, les tempêtes sur cette immense planète ne durent pas longtemps, jusqu'à 4 jours, et les ouragans sont toujours accompagnés d'orages et d'éclairs. Bien entendu, la puissance de ces phénomènes est bien supérieure à la nôtre.


Il s’avère que Jupiter peut « parler ». Il émet des sons étranges semblables à la parole, également appelés voix électromagnétiques. Cet étrange phénomène a été enregistré pour la première fois par la sonde NASA-Voyager.
Jupiter est une planète plutôt étrange. Les scientifiques ne peuvent pas expliquer avec précision pourquoi les phénomènes naturels se comportent différemment. Par exemple, Jupiter se caractérise par un phénomène intéressant : le phénomène des « ombres chaudes ». Le fait est que généralement à l’ombre, la température est plus basse que dans les zones éclairées. Cependant, sur ce géant, dont la surface est à l'ombre, la température est plus élevée que dans les environs ouverts. Il existe de nombreuses explications à cette anomalie. La théorie la plus plausible est que toutes les planètes absorbent la majeure partie de l’énergie de notre étoile, mais en réfléchissent une petite partie. Il s'avère que Jupiter, au contraire, réfléchit plus de chaleur qu'elle n'en reçoit du Soleil.

L'étrangeté ne s'arrête pas là. Récemment, une activité volcanique a été enregistrée sur l’une des lunes de Jupiter, Io ! Huit volcans actifs ont été découverts à la surface du satellite. Cette nouvelle a fait sensation, car il n’y a de volcans nulle part ailleurs que sur Terre. Sur un autre satellite, Europa, les scientifiques ont découvert de l'eau située sous une très épaisse couche de glace.


Jupiter peut à juste titre être considérée comme la planète la plus riche. Selon les scientifiques, il pourrait y avoir une pluie de morceaux de diamant sur ce géant. Le fait est que sur Jupiter, le carbone sous forme cristalline est loin d'être rare. Tout d’abord, la foudre transforme le méthane en carbone, puis lorsqu’elle tombe, elle durcit et se transforme en graphite. En tombant encore plus bas, le graphite finit par se transformer en diamant, qui a encore 30 000 km à parcourir. À la toute fin, les roches atteignent des profondeurs si grandes que la température élevée du noyau de la géante gazeuse les fait fondre et, très probablement, crée un immense océan de carbone liquide à l'intérieur.


Y a-t-il des signes de vie sur Jupiter ? Hélas, aujourd'hui, la présence de vie sur cette planète est peu probable, car il y a une faible concentration d'eau dans l'atmosphère et il n'y a pratiquement aucune surface solide.
En relisant les faits ci-dessus, on a l'impression que ce ne sont pas toutes des sensations ; les plus intéressantes nous attendent ; De nombreux chercheurs et scientifiques pensent que la vie est tout à fait possible sur Jupiter. L’atmosphère de ce géant est très similaire à notre atmosphère d’autrefois. Par conséquent, je pense que ce n’est pas le dernier article et que ce ne sont pas les derniers faits que nous devons encore prendre en compte.