SYSTÈME SOLAIRE
Les planètes géantes et leurs satellites
Planètes géantes du système solaire
NASA-GSFC, ESA, STScI ; NASA/ JPL/ Space Science Institute ; NASA/ JPL ; NASA/ JPL
Les quatre planètes géantes du système solaire – Jupiter, Saturne, Neptune et Uranus – sont essentiellement composées de matière à l’état fluide (sous forme de gaz ou de liquides), ce qui a pour conséquence majeure qu’elles ne possèdent pas, à proprement parler, de surface planétaire, contrairement aux planètes telluriques. Par analogie à ces dernières, on définit cependant pour les planètes géantes un intérieur et une atmosphère, en prenant pour convention que la base de l’atmosphère se situe à une profondeur où la pression vaut 1 000 hectopascals (1 bar), c’est-à-dire celle que l’on mesure à la surface des océans terrestres. La connaissance de leur structure intérieure est donc fondée sur des mesures indirectes (de gravité, par exemple) et sur des modélisations des conditions physico-chimiques qui règnent de la base de l’atmosphère jusqu’au noyau planétaire. Les planètes géantes présentent toutes de forts champs magnétiques, responsables de phénomènes d’aurores dans leurs régions polaires, comparables à celles observables sur Terre. Elles sont également toutes entourées de fins anneaux, dont seuls ceux de Saturne ont une étendue suffisante pour les rendre visibles depuis la Terre.
Jupiter
Première planète géante à partir du Soleil, Jupiter a un diamètre 11 fois supérieur à celui de notre planète et sa masse est de 318 MT. Elle tourne sur elle-même en un peu moins de 10 heures. Sa densité ne dépasse pourtant pas un quart de celle de la Terre car elle est essentiellement formée des éléments les plus légers de l’Univers : l’hydrogène et l’hélium. Sa surface (c’est-à-dire ce qu’on voit au télescope) est marquée par de larges bandes colorées alternativement claires et sombres, dont l’étude plus détaillée révèle qu’il s’agit d’épaisses couches nuageuses localement tourbillonnantes, en rotation différentielle autour de la planète. La structure visible la plus emblématique est probablement la « Grande Tache rouge », une gigantesque tempête de 20 000 kilomètres de diamètre – plus grande, donc, que le globe terrestre – dont les vents s’enroulant autour de son centre circulent à la vitesse de 4 000 km/h en périphérie. En s’enfonçant dans la planète, la pression et la température augmentent considérablement. L’hydrogène, qu’on trouve sous forme moléculaire (dihydrogène, H2) dans l’atmosphère, est comprimé au point de se liquéfier en se comportant comme un métal – on parle alors d’hydrogène métallique. Il est très vraisemblable qu’au centre de Jupiter se trouve un noyau rocheux et glacé, composé d’éléments lourds comme le fer, mais aussi de silicates (roches), d’eau, d’ammoniac ou de méthane. La masse totale du cœur jovien est estimée à environ 5 à 10 MT.
Jupiter est accompagnée de près de 80 lunes, et la liste n’est pas encore complète. Les quatre satellites majeurs, et les plus connus, sont les « lunes galiléennes » – découvertes par Galilée (1564-1642) en 1609 grâce à l’une des toutes premières lunettes astronomiques fabriquées par ses soins. Io et Europe sont de taille similaire à la Lune, alors que Callisto et Ganymède sont plus grands d’un facteur 1,5 environ. Io est un satellite rocheux qui présente une très importante activité volcanique, son intérieur étant chauffé par la déformation des roches due aux effets de marée engendrés par la forte gravité de Jupiter. Les trois autres satellites galiléens sont au contraire complètement gelés en surface mais possèdent, selon toute vraisemblance, des océans sous-glaciaires plus ou moins profonds. Tous les autres satellites de Jupiter sont de très petite taille ; l’un des plus massifs, Amalthée, a une forme irrégulière et ne mesure pas plus de 250 kilomètres dans sa plus grande dimension.
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Écrit par
- Arnaud CASSAN : maître de conférences habilité à diriger des recherches, Sorbonne université, Institut d'astrophysique de Paris
Classification
Médias
Cartographie du système solaire
Encyclopædia Universalis France
Planètes telluriques du système solaire
NASA ; NASA/ JPL-Caltech ; NASA/ Visible Earth/ Blue Marble ; NASA/ JPL
Caractéristiques des planètes du système solaire
Encyclopædia Universalis France
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