Jupiter en cinq minutes
Jupiter est la cinquième planète à partir du Soleil et la plus grosse du Système solaire. C'est une géante gazeuse : il n'y a aucune surface solide où se poser. La planète est faite surtout d'hydrogène et d'hélium, de plus en plus denses et chauds à mesure qu'on s'enfonce. Plus de 1 300 Terres pourraient tenir à l'intérieur, et pourtant elle tourne sur elle-même en 9 heures 56 minutes environ, le jour le plus court de toutes les planètes. Un tour autour du Soleil dure presque 12 années terrestres.
Le reste du tableau est tout aussi démesuré. Jupiter a des nuages en bandes, une tempête plus large que la Terre, le champ magnétique le plus puissant de toutes les planètes, un anneau ténu et plus de 90 lunes connues, dont quatre grandes que Galilée a repérées en 1610. Depuis juillet 2016, la sonde Juno de la NASA est en orbite autour de la planète et mesure ce qui se cache sous les nuages. Pour le détail des satellites, consultez notre dossier sur les lunes de Jupiter.
Ce que la science nous apprend
Taille, masse et distance
Le diamètre équatorial de Jupiter atteint environ 143 000 km, soit à peu près 11 fois celui de la Terre. Sa masse vaut environ 318 fois celle de la Terre, c'est-à-dire près de deux fois et demie la masse de toutes les autres planètes additionnées. Elle ne représente pourtant qu'un millième environ de la masse du Soleil. Comme elle est composée de gaz légers, sa masse volumique moyenne est d'environ 1,3 gramme par centimètre cube, soit le quart de celle de la Terre.
Sa rotation rapide l'aplatit : elle est environ 9 000 km plus large à l'équateur que d'un pôle à l'autre. Jupiter gravite en moyenne à 778 millions de km du Soleil, soit 5,2 fois la distance Terre-Soleil. La lumière du Soleil met environ 43 minutes à l'atteindre et y arrive à peu près 27 fois plus faible que sur Terre.
De quoi est-elle faite ?
En nombre de molécules, l'atmosphère de Jupiter contient environ 90 % d'hydrogène et 10 % d'hélium, un mélange proche de celui du Soleil, avec de petites quantités de méthane, d'ammoniac, de vapeur d'eau et d'autres gaz. Les nuages visibles forment de fines couches en haute altitude, composées de cristaux de glace d'ammoniac au sommet et d'autres composés plus bas. Au sommet des nuages, la température avoisine -145 °C.
En descendant, la pression augmente jusqu'à ce que l'hydrogène se comporte comme un liquide, puis, plus profond encore, comme un métal conducteur d'électricité. On pense que cet hydrogène métallique en mouvement engendre le champ magnétique. Ce qui se trouve tout au centre reste à préciser. Les anciens modèles imaginaient un petit noyau solide de roche et de glace. Les mesures de gravité de Juno suggèrent plutôt un noyau « dilué », ou flou, où les éléments lourds se mêlent progressivement à l'hydrogène situé au-dessus. On estime que la température y dépasse 20 000 °C.
Bandes, tempêtes et Grande Tache rouge
Les rayures de Jupiter alternent zones claires, où le gaz s'élève, et ceintures plus sombres, où il redescend. Entre elles circulent des courants-jets qui soufflent à plusieurs centaines de kilomètres par heure. Des tempêtes se forment le long de ces frontières, et beaucoup durent des années.
La plus célèbre est la Grande Tache rouge, une tempête de haute pression qui tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et qui est plus large que la Terre. Les astronomes l'observent sans interruption depuis les années 1830, et elle rétrécit depuis quelques décennies. Nous expliquons son histoire et ce qui l'alimente dans notre page sur la Grande Tache rouge. Juno a aussi découvert aux pôles quelque chose que personne n'attendait : un cyclone au-dessus du pôle Nord, entouré de huit autres, et un au-dessus du pôle Sud, entouré de cinq.
Champ magnétique et anneaux
Jupiter possède le champ magnétique le plus puissant de toutes les planètes, environ 20 000 fois plus fort que celui de la Terre. Il piège des particules chargées dans des ceintures de radiation si intenses que les sondes ont besoin d'un lourd blindage, et il engendre aux pôles des aurores bien plus brillantes que tout ce que l'on voit sur Terre.
La planète possède aussi des anneaux, mais ils sont ténus et faits de fine poussière, non de glace. Voyager 1 les a découverts en 1979. On pense que cette poussière est arrachée aux petites lunes intérieures lorsque des météoroïdes les percutent.
Les lunes
Plus de 90 lunes sont confirmées, et le compte continue de croître à mesure que les astronomes en trouvent de petites et lointaines. Les quatre grandes lunes galiléennes sont chacune un monde à part. Io est le corps le plus actif sur le plan volcanique que l'on connaisse. Europe cache sous sa glace un océan d'eau salée. Ganymède est la plus grande lune du Système solaire, plus grosse que Mercure, et la seule lune connue à posséder son propre champ magnétique. Callisto est une boule de glace et de roche très ancienne, criblée de cratères. Toute l'histoire se trouve dans notre dossier sur les lunes de Jupiter.
La mission Juno de la NASA
Juno est une sonde de la NASA lancée le 5 août 2011, qui s'est placée en orbite autour de Jupiter en juillet 2016. Elle fonctionne à l'énergie solaire grâce à trois immenses panneaux et suit une longue trajectoire en boucle : elle passe tout près du sommet des nuages toutes les quelques semaines avant de repartir très loin. L'essentiel de son électronique fragile est protégé dans une chambre aux parois de titane pour résister aux radiations.
Les instruments de Juno mesurent la gravité, le champ magnétique et le rayonnement micro-ondes venu des profondeurs de l'atmosphère, ce qui permet aux scientifiques de « voir » sous les nuages. Ses principaux résultats à ce jour :
- Le noyau semble dilué et étalé, et non une petite boule dure.
- Les courants-jets de Jupiter descendent jusqu'à environ 3 000 km de profondeur, bien plus que prévu.
- Les régions polaires abritent des groupes de cyclones géants.
- L'atmosphère contient plus d'eau que certaines estimations antérieures ne le suggéraient, ce qui compte pour les théories sur la formation de la planète.
Une fois ses premiers objectifs atteints, la mission a été prolongée pour inclure des survols rapprochés des lunes de Jupiter : Ganymède en 2021, Europe en 2022, et Io à deux reprises, en décembre 2023 et février 2024. JunoCam, sa caméra couleur, a été conçue pour que le public puisse aider à choisir et à traiter les images, et des passionnés de traitement d'image ont réalisé beaucoup de ses plus beaux clichés. Deux autres missions suivent : JUICE de l'ESA et Europa Clipper de la NASA, toutes deux lancées pour étudier les lunes glacées.
Jupiter dans la fiction
Jupiter est un décor de prédilection de la science-fiction classique. Dans 2010 : Odyssée deux d'Arthur C. Clarke (1982), une force extraterrestre transforme Jupiter en petit second soleil, surnommé Lucifer par les humains, afin de réchauffer l'océan d'Europe (ce qui dévoile la fin du roman). Le roman pour jeunes lecteurs d'Isaac Asimov Lucky Starr and the Moons of Jupiter (1957) envoie son héros sur les lunes de Jupiter. Les auteurs utilisent souvent la planète de la même façon : comme une immense porte d'entrée vers le Système solaire externe, dont les lunes sont les vraies destinations. C'est aussi ainsi que fonctionne la planification réelle aujourd'hui, puisque c'est sur les lunes que la plupart des scientifiques espèrent trouver des conditions habitables.
Idées reçues
- « Jupiter est une étoile ratée. » Elle est faite des mêmes gaz principaux que le Soleil, mais un astre doit avoir environ 80 fois la masse de Jupiter pour déclencher la fusion de l'hydrogène ordinaire. Jupiter est bien trop légère pour s'allumer et ne pourrait jamais devenir un soleil.
- « On pourrait s'y poser. » Il n'y a aucune surface solide. Un engin qui s'enfonce rencontre un gaz de plus en plus épais et chaud, jusqu'à être écrasé.
- « La Grande Tache rouge a toujours eu le même aspect. » Sa taille et sa couleur ont changé au fil du temps, et elle a rétréci depuis que l'on en fait des mesures précises.
- « Jupiter n'est qu'un bouclier qui arrête toutes les comètes. » Sa gravité attire bel et bien des comètes ou les expulse, et des fragments de la comète Shoemaker-Levy 9 l'ont percutée en juillet 1994. Mais les scientifiques jugent cet effet protecteur plus complexe que celui d'un simple garde du corps.
- « Seule Saturne a des anneaux. » Jupiter, Uranus et Neptune en ont aussi. Ceux de Jupiter sont simplement minces et sombres.
À lire ensuite
Les lunes de Jupiter : les quatre mondes galiléens et les dizaines de plus petits, et pourquoi Europe et Io attirent le plus l'attention.
La Grande Tache rouge : depuis combien de temps la tempête dure, pourquoi elle rétrécit et ce que Juno a mesuré à l'intérieur.
