Jupiter a été nommé de manière appropriée par les Romains, qui ont choisi de le nommer d'après le roi des dieux. Jusqu'à présent, 67 satellites naturels ont été découverts autour de la géante du gaz, et d'autres pourraient être en route.
Les lunes de Jupiter sont si nombreuses et si diverses qu'elles sont divisées en plusieurs groupes. Premièrement, il y a les plus grandes lunes connues sous le nom de Galileans, ou groupe principal. Ensemble avec le petit groupe intérieur, ils constituent les satellites réguliers de Jupiter. Au-delà d'eux, il y a les nombreux satellites irréguliers qui entourent la planète, ainsi que ses anneaux de débris. Voici ce que nous savons d'eux…
Découverte et dénomination:
À l'aide d'un télescope de sa propre conception, qui permettait un grossissement normal de 20 fois, Galileo Galilei a pu faire les premières observations de corps célestes qui n'étaient pas visibles à l'œil nu. En 1610, il a fait la première découverte enregistrée de lunes en orbite autour de Jupiter, qui devint plus tard connue sous le nom de Lunes de Galilée.
À l'époque, il n'a observé que trois objets, qu'il croyait être des étoiles fixes. Cependant, entre janvier et mars 1610, il continua de les observer et nota également un quatrième corps. Avec le temps, il s'est rendu compte que ces quatre corps ne se comportaient pas comme des étoiles fixes, et étaient en fait des objets qui tournaient autour de Jupiter.
Ces découvertes ont prouvé l'importance d'utiliser le télescope pour voir des objets célestes qui étaient auparavant restés invisibles. Plus important encore, en montrant que les planètes autres que la Terre avaient leur propre système de satellites, Galileo a porté un coup important au modèle ptolémaïque de l'univers, qui était encore largement accepté.
Cherchant le patronage du grand-duc de Toscane, Cosimo de Medici, Galileo a d'abord demandé l'autorisation de nommer les lunes «Cosmica Sidera» (ou Cosimo’s Stars). À la suggestion de Cosimo, Galileo a changé le nom en Medicea Sidera («les étoiles du Médicament»), en l'honneur de la famille des Médicis. La découverte a été annoncée dans le Sidereus Nuncius ("Starry Messenger"), publié à Venise en mars 1610.
Cependant, l'astronome allemand Simon Marius avait découvert indépendamment ces lunes en même temps que Galileo. À la demande de Johannes Kepler, il a donné aux lunes le nom des amoureux de Zues (l'équivalent grec de Jupiter). Dans son traité intitulé Mundus Jovialis («Le monde de Jupiter», publié en 1614), il les a nommés Io, Europa, Ganymède et Callisto.
Galileo a fermement refusé d'utiliser les noms de Marius et a plutôt inventé le schéma de numérotation qui est toujours utilisé aujourd'hui, à côté des noms de lune appropriés. Conformément à ce schéma, les lunes reçoivent des numéros en fonction de leur proximité avec leur planète parente et augmentent avec la distance. Par conséquent, les lunes d'Io, Europa, Ganymède et Callisto ont été désignées respectivement comme Jupiter I, II, III et IV.
Après que Galileo a fait la première découverte enregistrée du groupe principal, aucun satellite supplémentaire n'a été découvert pendant près de trois siècles - pas avant qu'EE Barnard n'observe Amalthea en 1892. En fait, ce n'est qu'au 20e siècle, et à l'aide de la photographie télescopique et d'autres raffinements, que la plupart des satellites joviens ont commencé à être découverts.
L'Himalia a été découverte en 1904, Elara en 1905, Pasiphaë en 1908, Sinope en 1914, Lysithea et Carme en 1938, Ananke en 1951 et Leda en 1974. Au moment où les sondes spatiales Voyager ont atteint Jupiter vers 1979, 13 lunes avaient été découvertes, tandis que Voyager elle-même en a découvert trois autres: les Métis, Adrastea et Thebe.
Entre octobre 1999 et février 2003, des chercheurs utilisant des détecteurs sensibles au sol ont trouvé et nommé plus tard 34 autres lunes, dont la plupart ont été découvertes par une équipe dirigée par Scott S. Sheppard et David C. Jewitt. Depuis 2003, 16 lunes supplémentaires ont été découvertes mais pas encore nommées, ce qui porte à 67 le nombre total de lunes connues de Jupiter.
Bien que les lunes de Galilée aient été nommées peu de temps après leur découverte en 1610, les noms d'Io, Europa, Ganymède et Callisto sont tombés en disgrâce jusqu'au 20e siècle. Amalthea (aka. Jupiter V) n'a pas été ainsi nommé jusqu'à ce qu'une convention officieuse ait eu lieu en 1892, un nom qui a été utilisé pour la première fois par l'astronome français Camille Flammarion.
Les autres lunes, dans la majorité de la littérature astronomique, étaient simplement étiquetées par leur chiffre romain (c'est-à-dire Jupiter IX) jusqu'aux années 1970. Cela a commencé en 1975 lorsque le Groupe de travail de l'Union astronomique internationale (AIU) pour la nomenclature des systèmes solaires extérieurs a accordé des noms aux satellites V – XIII, créant ainsi un processus de dénomination officiel pour tous les futurs satellites découverts. La pratique consistait à nommer les lunes nouvellement découvertes de Jupiter d'après les amants et les favoris du dieu Jupiter (Zeus); et depuis 2004, également après leurs descendants.
Satellites réguliers:
Les satellites réguliers de Jupiter sont ainsi nommés parce qu'ils ont des orbites progrades - c'est-à-dire qu'ils orbitent dans la même direction que la rotation de leur planète. Ces orbites sont également presque circulaires et ont une faible inclinaison, ce qui signifie qu’elles orbitent près de l’équateur de Jupiter. Parmi celles-ci, les lunes de Galilée (alias le groupe principal) sont les plus grandes et les plus connues.
Ce sont les plus grandes lunes de Jupiter, sans parler des quatrième, sixième, premier et troisième satellites du système solaire, respectivement. Ils contiennent près de 99,999% de la masse totale en orbite autour de Jupiter et en orbite entre 400 000 et 2 000 000 km de la planète. Ils sont également parmi les objets les plus massifs du système solaire à l'exception du Soleil et des huit planètes, avec des rayons plus grands que n'importe quelle autre planète naine.
Ils comprennent Io, Europa, Ganymède et Callisto, et ont tous été découverts par Galileo Galilei et nommés en son honneur. Les noms des lunes, qui dérivent des amoureux de Zeus dans la mythologie grecque, ont été prescrits par Simon Marius peu de temps après que Galilée les a découverts en 1610. Parmi ceux-ci, le plus intime est Io, qui porte le nom d'une prêtresse d'Héra qui est devenue Zeus ' amoureux.
Avec un diamètre de 3 642 kilomètres, c'est la quatrième plus grande lune du système solaire. Avec plus de 400 volcans actifs, c'est également l'objet le plus géologiquement actif du système solaire. Sa surface est parsemée de plus de 100 montagnes, dont certaines sont plus hautes que le mont Everest sur Terre.
Contrairement à la plupart des satellites du système solaire externe (qui sont recouverts de glace), Io est principalement composé de roches silicatées entourant un noyau de fer fondu ou de sulfure de fer. Io a une atmosphère extrêmement mince composée principalement de dioxyde de soufre (SO2).
La deuxième lune galiléenne la plus profonde est Europa, qui tire son nom de la noble femme phénicienne mythique qui a été courtisée par Zeus et est devenue la reine de Crète. Avec 3121,6 kilomètres de diamètre, c'est la plus petite des Galilées et légèrement plus petite que la Lune.
La surface d’Europa est constituée d’une couche d’eau entourant le manteau, qui aurait une épaisseur de 100 kilomètres. La partie supérieure est constituée de glace solide tandis que le fond est censé être de l'eau liquide, qui est réchauffée en raison de l'énergie thermique et de la flexion des marées. Si cela est vrai, il est possible que la vie extraterrestre puisse exister dans cet océan souterrain, peut-être près d'une série de bouches hydrothermales profondes.
La surface d'Europa est également l'une des plus lisses du système solaire, un fait qui soutient l'idée de l'eau liquide existant sous la surface. Le manque de cratères à la surface est attribué au fait que la surface est jeune et tectoniquement active. Europa est principalement constituée de roches silicatées et a probablement un noyau de fer et une atmosphère ténue composée principalement d'oxygène.
Ensuite, Ganymède. Avec 5262,4 kilomètres de diamètre, Ganymède est la plus grande lune du système solaire. Bien qu’il soit plus grand que la planète Mercure, le fait qu’il s’agisse d’un monde glacial signifie qu’il n’a que la moitié de la masse de Mercure. C'est également le seul satellite du système solaire connu pour posséder une magnétosphère, probablement créée par convection dans le noyau de fer liquide.
Ganymède se compose principalement de roches silicatées et de glace d'eau, et un océan d'eau salée existerait à près de 200 km sous la surface de Ganymède - bien qu'Europa reste le candidat le plus probable pour cela. Ganymède a un nombre élevé de cratères, dont la plupart sont maintenant recouverts de glace, et bénéficie d'une atmosphère d'oxygène mince qui comprend O, O2, et éventuellement O3 (ozone) et un peu d'hydrogène atomique.
Callisto est la quatrième et la plus éloignée lune de Galilée. Avec 4820,6 kilomètres de diamètre, elle est également la deuxième plus grande des Galilées et la troisième plus grande lune du système solaire. Callisto doit son nom à la fille du roi d'Arkadie, Lykaon, et à un compagnon de chasse de la déesse Artémis.
Composé de quantités approximativement égales de roches et de glaces, c'est la moins dense des Galiléens, et des enquêtes ont révélé que Callisto peut également avoir un océan intérieur à des profondeurs supérieures à 100 kilomètres de la surface.
Callisto est également l'un des satellites les plus cratérisés du système solaire - le plus grand d'entre eux étant le bassin de 3000 km de large connu sous le nom de Valhalla. Il est entouré d'une atmosphère extrêmement mince composée de dioxyde de carbone et probablement d'oxygène moléculaire. Callisto a longtemps été considéré comme l'endroit le plus approprié pour une base humaine pour l'exploration future du système Jupiter, car il est le plus éloigné du rayonnement intense de Jupiter.
Le groupe intérieur (ou groupe Amalthea) est constitué de quatre petites lunes qui ont des diamètres inférieurs à 200 km, une orbite à des rayons inférieurs à 200 000 km et des inclinaisons orbitales inférieures à un demi-degré. Ce groupe comprend les lunes de Métis, Adrastea, Amalthea et Thebe.
Avec un certain nombre de moonlets internes encore inconnus, ces lunes reconstituent et maintiennent le système d'anneaux faibles de Jupiter - Metis et Adrastea aidant l'anneau principal de Jupiter, tandis qu'Amalthea et Thebe maintiennent leurs propres anneaux externes faibles.
Les Métis sont la lune la plus proche de Jupiter à une distance de 128 000 km. Il mesure environ 40 km de diamètre, est verrouillé par les marées et a une forme très asymétrique (l'un des diamètres étant presque deux fois plus grand que le plus petit). Il n'a été découvert que lors du survol de Jupiter en 1979 par le Voyager 1 sonde spatiale. Il a été nommé en 1983 après la première épouse de Zeus.
La deuxième lune la plus proche est Adrastea, à environ 129 000 km de Jupiter et à 20 km de diamètre. Également connue sous le nom de Jupiter XV, Amalthea est la deuxième par la distance et la plus petite des quatre lunes intérieures de Jupiter. Il a été découvert en 1979 lorsque le Voyager 2 la sonde l'a photographiée lors d'un survol.
L'amalthée, également connue sous le nom de Jupiter V, est la troisième lune de Jupiter par ordre de distance de la planète. Il a été découvert le 9 septembre 1892 par Edward Emerson Barnard et nommé d'après une nymphe de la mythologie grecque. On pense qu'il est constitué de glace d'eau poreuse avec des quantités inconnues d'autres matériaux. Ses caractéristiques de surface comprennent de grands cratères et des crêtes.
Thebe (aka. Jupiter XIV) est la quatrième et dernière lune intérieure de Jupiter. Il est de forme irrégulière et de couleur rougeâtre, et on pense que comme Amalthea se compose de glace d'eau poreuse avec des quantités inconnues d'autres matériaux. Ses caractéristiques de surface comprennent également de grands cratères et de hautes montagnes - dont certains sont comparables à la taille de la lune elle-même.
Satellites irréguliers:
Les satellites irréguliers sont ceux qui sont sensiblement plus petits et ont des orbites plus éloignées et excentriques que les satellites réguliers. Ces lunes sont divisées en familles qui ont des similitudes en orbite et en composition. On pense que ceux-ci ont été au moins partiellement formés à la suite de collisions, très probablement par des astéroïdes capturés par le champ gravitationnel de Jupiter.
Ceux qui sont regroupés en familles portent tous le nom de leur plus grand membre. Par exemple, le groupe Himalia est nommé d'après Himalia - un satellite avec un rayon moyen de 85 km, ce qui en fait la cinquième plus grande lune en orbite autour de Jupiter. On pense que l'Himalia était autrefois un astéroïde capturé par la gravité de Jupiter, qui a ensuite subi un impact qui a formé les lunes de Leda, Lysithea et Elara. Ces lunes ont toutes des orbites progrades, ce qui signifie qu’elles orbitent dans la même direction que la rotation de Jupiter.
Le groupe Carme tire son nom de la Lune du même nom. Avec un rayon moyen de 23 km, Carme est le plus grand membre d'une famille de satellites joviens qui ont des orbites et une apparence similaires (uniformément rouges), et sont donc censés avoir une origine commune. Les satellites de cette famille ont tous des orbites rétrogrades, ce qui signifie qu'ils gravitent autour de Jupiter dans le sens inverse de sa rotation.
Le groupe Ananke tire son nom de son plus grand satellite, qui a un rayon moyen de 14 km. On pense qu'Ananke était également un astéroïde qui a été capturé par la gravité de Jupiter et a ensuite subi une collision qui a cassé un certain nombre de pièces. Ces pièces sont devenues les 15 autres lunes du groupe Ananke, qui ont toutes des orbites rétrogrades et apparaissent de couleur grise.
Le groupe Pasiphae est un groupe très diversifié dont la couleur varie du rouge au gris, ce qui signifie qu'il peut être le résultat de collisions multiples. Nommés d'après Paisphae, qui a un rayon moyen de 30 km, ces satellites sont rétrogrades et seraient également le résultat d'un astéroïde qui a été capturé par Jupiter et fragmenté en raison d'une série de collisions.
Il existe également plusieurs satellites irréguliers qui ne font partie d'aucune famille particulière. Il s'agit notamment de Themisto et Carpo, les lunes irrégulières les plus internes et les plus externes, qui ont toutes deux des orbites progrades. S / 2003 J 12 et S / 2011 J 1 sont les plus internes des lunes rétrogrades, tandis que S / 2003 J 2 est la lune la plus externe de Jupiter.
Structure et composition:
En règle générale, la densité moyenne des lunes de Jupiter diminue avec leur distance de la planète. Callisto, le moins dense des quatre, a une densité intermédiaire entre la glace et la roche, tandis que Io a une densité qui indique qu'il est fait de roche et de fer. La surface de Callisto a également une surface de glace fortement cratérisée, et la façon dont elle tourne indique que sa densité est également répartie.
Cela suggère que Callisto n'a pas de noyau rocheux ou métallique, mais se compose d'un mélange homogène de glace et de roche. La rotation des trois lunes intérieures, en revanche, indique une différenciation entre un noyau de matière plus dense (comme les silicates, la roche et les métaux) et un manteau de matériau plus léger (glace d'eau).
La distance de Jupiter s'accorde également avec des altérations importantes de la structure de surface de ses lunes. Ganymède révèle les mouvements tectoniques passés de la surface de la glace, ce qui signifierait que les couches souterraines ont subi une fusion partielle à la fois. Europa révèle un mouvement plus dynamique et récent de cette nature, suggérant une croûte de glace plus mince. Enfin, Io, la lune la plus intérieure, a une surface de soufre, un volcanisme actif et aucun signe de glace.
Toutes ces preuves suggèrent que plus une lune est proche de Jupiter, plus son intérieur est chaud - avec des modèles suggérant que le niveau de chauffage des marées est inversement proportionnel au carré de leur distance de la planète. On pense que toutes les lunes de Jupiter ont pu avoir une fois une composition interne similaire à celle de Callisto moderne, tandis que le reste a changé au fil du temps en raison de l'échauffement des marées causé par le champ gravitationnel de Jupiter.
Cela signifie que pour toutes les lunes de Jupiter, à l'exception de Callisto, leur glace intérieure a fondu, permettant à la roche et au fer de couler à l'intérieur et à l'eau de couvrir la surface. À Ganymède, une croûte de glace épaisse et solide s'est alors formée tandis que dans l'Europe plus chaude, une croûte plus mince plus facilement cassée s'est formée. Sur Io, la planète la plus proche de Jupiter, le chauffage était si extrême que toute la roche a fondu et que l'eau a bouilli dans l'espace.
Jupiter, une géante gazeuse aux proportions immenses, porte bien le nom du roi du panthéon romain. Il est juste qu'une telle planète ait de très nombreuses lunes en orbite. Compte tenu du processus de découverte et du temps qu'il nous a fallu, il ne serait pas surprenant qu'il y ait plus de satellites autour de Jupiter qui attendent d'être découverts. Soixante-sept et ça compte!
Space Magazine a des articles sur la plus grande lune et les lunes de Jupiter.
Vous devriez également consulter les lunes et les anneaux de Jupiter et les plus grandes lunes de Jupiter.
Pour plus d'informations, essayez les lunes de Jupiter et Jupiter.
Astronomy Cast a également un épisode sur les lunes de Jupiter.
