La planète Jupiter ♃
La planète Jupiter est une planète géante gazeuse comme Saturne. C’est non seulement la plus grosse et la plus massive des planètes du système solaire mais elle est aussi à elle seule plus massive que toutes les autres planètes réunies.
Jupiter est la 5e planète en partant du Soleil, elle se trouve après Mars, entre la ceinture d’astéroïdes et Saturne, et constitue la première planète du système solaire externe.
Jupiter possède une atmosphère très dynamique et colorée. On distingue notamment, même depuis la Terre, plusieurs bandes nuageuses couleurs différentes et un anticyclone gigantesque, la « Grande tâche rouge » qui pourrait contenir 3 fois la Terre.
Les vents dans la partie supérieure de l’atmosphère atteignent les 600 km/h.
Jupiter est entourée par de fins anneaux découverts en 1979.
Jupiter possède 4 grands satellites découverts en 1610 par Galilée, les « satellites galiléens », visibles depuis la Terre et plus de 63 autres satellites plus petits.
Jupiter est visible à l’œil nu depuis la Terre, c’est même l’un des objets les plus brillants du ciel après le Soleil, la Lune et Vénus. Parfois, Jupiter est même plus brillante que Vénus.
Dans la mythologie romaine, Jupiter est le dieu qui gouverne le Ciel, la Terre et tous les êtres vivants. C’est aussi le maître de tous les autres dieux.
Le jour « jeudi » fait référence à Jupiter, le « jour de Jupiter ».
Le symbole astronomique de Jupiter est ♃.
Caractéristiques de Jupiter
- Type d'objet :
- Planète, Planète géante, Planète géante gazeuse
- Découverte :
- Antiquité
- - Orbite -
- ----------
- Localisation :
- Système solaire externe
- Demi grand-axe Le demi grand-axe d'une ellipse est le plus long diamètre :
- 778,3 millions de km (5,1887 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km)
- Périhélie Distance minimum au Soleil :
- 740,52 millions de km (4,9368 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km)
- Aphélie Distance maximum au Soleil :
- 816,62 millions de km (5,4441 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km)
- Excentricité de l'orbite Plus la valeur est proche de 0, plus l'orbite est circulaire :
- 0,04839266
- Inclinaison de l'orbite Inclinaison du plan de l'orbite sur l'écliptique, L'écliptique est l’intersection de la sphère céleste avec le plan écliptique (plan géométrique contenant l’orbite de la Terre autour du Soleil) :
- 1,3053 °
- Période de révolution Un tour complet autour du Soleil :
- 11 ans 10 mois 13 j 7 h 38 min 16 s
- Vitesse orbitale :
- 13,0572 km/s - de 12,44 à 13,72 km/s
- - Rotation -
- ----------
- Période de rotation :
- 0,4125 jours - 9 h 54 min 0 s
- Inclinaison axiale :
- 3,1 °
- - En chiffre -
- ----------
- Diamètre moyen :
- 139 822 km
- Diamètre équatorial :
- 142 984 km - 11,209 (Terre=1)
- Diamètre polaire :
- 133 728 km
- Aplatissement :
- 0,06487
- Volume :
- 1321,3 (Terre=1)
- Masse Par rapport à la Terre :
- 317,83 (Terre=1) - 1/1047,5654 (Soleil=1)
- Densité :
- 1 326 kg/m3 - 0,24 (Terre=1) - 1,33 (Eau=1)
- Gravité à l'équateur :
- 2,358 (Terre=1)
- Vitesse de libération :
- 214 200 km/h - 59 500 m/s
- Température à 0,1 bar :
- -161 ° C
- Température à 1 bar :
- -108 ° C
- Température centrale :
- 20 000 K
- Densité à 1 bar :
- 0,16 kg/m3
- Vitesse du vent :
- 0 à 150 m/s
- Atmosphère :
- Hydrogène 89,6 %, Hélium 10 %, Méthane 0,3 %, Amoniac 0,026 %, Gaz traces 0,074 %
- Moment magnétique Intensité du champs magnétique :
- 20 000 (Terre=1)
- - Observation -
- ----------
- Diamètre apparent Diamètre apparent équatorial au plus loin et au plus près de la Terre :
- de " à 50,1 "
- Magnitude apparente Mesure de l'irradiance d'un objet céleste observé depuis la Terre :
- Magnitude à 1 UA Unité Astronomique : 150 000 000 km = 1 UA : -9,4 - de -1,6 à -2,94
- Albédo Fraction de lumière réfléchie par un objet :
- Géométrique Indique le rapport entre l'intensité lumineuse réfléchie vers l'observateur et celle reçue par l'objet lorsque le Soleil, l'observateur et l'objet sont alignés, Indique la proportion de lumière réfléchie par rapport à celle théoriquement réfléchie par un disque blanc parfaitement diffusant, : 0,342 - < : 0,343
- - Anneaux -
- ----------
- Nombre d'anneaux :
- 3 principaux
- Rayon planétaire :
- 1,4 à 3,8 (rayon planétaire=1)
- Rayon :
- 100 000 à 270 000 kilomètres
- Epaisseur :
- 30 à 300 kilomètres
- Taille des particules :
- < 0,000001 m
- Diamètre du satellite de masse :
- 10 kilomètres
- - Satellites -
- ----------
- Nombre de satellites :
- > 79
Paramètres orbitaux de Jupiter
Rotation de la planète Jupiter
L’inclinaison de l'axe de rotation de Jupiter est faible, seulement 3,13° c’est pourquoi il n’y a que très peu d’effets saisonniers constatés.
Jupiter a une rotation très rapide, la plus rapide de toutes les planètes du système solaire. En effet, elle effectue une rotation en moins de 10 heures seulement toutefois l’atmosphère ayant une rotation différenciée, certaines zones tournent plus vites que d’autres.
Cette rotation rapide entraîne une force centrifuge qui se manifeste au niveau de l’équateur par un renflement équatorial et un aplatissement au niveau des pôles.
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Révolution de la planète Jupiter
Jupiter se trouve à une distance du Soleil comprise entre 740,52 millions de kilomètres et 816,62 millions de kilomètres soit environ 4,94 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km à 5,44 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km.
L’excentricité de l’orbite de Jupiter est de 0,048 contre 0,017 pour la Terre.
Jupiter effectue une révolution autour du Soleil en 11 ans 10 mois 13 jours 7 heures 38 minutes 16 secondes sur un plan incliné à 1,3053 ° par rapport au plan de l'écliptique.
L’excentricité de l’orbite fait varie la distance avec le Soleil de plus de 76 millions de km entre le périhélie et l'aphélie, les points de l’orbite les plus proches et les plus éloignés du Soleil.
- Soleil
- Mercure
- Vénus
- Terre & Lune
- Mars
- Ceinture d'astéroïdes
- Jupiter
- Saturna & Anneaux
- Uranus
- Neptune
Structure interne de Jupiter
| Nom | Epaisseur (km) | Distance (km) |
|---|---|---|
| Roche | 6 187 | 6 187 |
| Glaces | 8 978 | 15 165 |
| Hydrogène métallique | 40 079 | 55 244 |
| Hélium liquide | 5 416 | 60 660 |
| Hydrogène liquide | 8 666 | 69 326 |
| Atmosphère | 2 166 | 71 491 |
| Surface | 1 | 71 492 |
- un noyau rocheux dense et solide d'environ 12 000 km de diamètre.
- un manteau d'hydrogène et d'hélium métalliques liquides d'environ 111 500 km d'épaisseur
- une couche d’hydrogène qui passerait progressivement à l'état liquide pour parvenir à l’état gazeux dans les 1600 km derniers kilomètres, ce qu'on désigne comme l'atmosphère.
Caractéristiques physiques de Jupiter
Masse et dimensions
Le barycentre de Jupiter, c'est-à-dire le centre de l’orbite autour du Soleil est en réalité situé à l’extérieur du Soleil tellement Jupiter est massive.
A elle seule, Jupiter est deux fois et demi plus massive que l’ensemble des autres planètes.
Comparée à la Terre, le diamètre équatorial de Jupiter qui est de 142 984 kilomètres (12 756 kilomètres pour la Terre) est près de 11 fois supérieur mais bien qu'ayant un volume 1 321 fois plus important, sa masse n’est que de 318 fois celle de la Terre.
L’énorme masse de Jupiter a été déterminante dans la formation du système solaire. Elle est responsable de la ceinture d’astéroïdes située entre elle et Mars et elle protège les planètes du système solaire interne de la plupart des gros objets qui pourraient les percuter en les attirants. On considère à ce titre Jupiter comme un gardien protecteur.
Malgré tout, Jupiter n’est pas une étoile ratée comme on le dit parfois. Elle aurait dû être 13 fois plus massive pour être une naine brune et 75 fois plus massive pour prétendre être une étoile.
A sa formation, Jupiter était deux fois plus grande et beaucoup plus chaude qu’aujourd’hui. Elle continue à rétrécir de 2 cm par an et se refroidi lentement.
Renflement équatorial
La rotation rapide de cette planète géante produit une déformation de la planète dont le diamètre équatorial mesure 142 984 km tandis qu’il ne fait plus que 133 728 km au niveau des pôles, soit une différence de l’ordre de 6%.
Cette forme est visible dans un petit télescope depuis la Terre, tout comme la rotation rapide qui peut être constatée sur quelques minutes seulement, un effet bien connu des astronomes amateurs et surtout des astrophotographes.
L’étude de ce renflement équatorial a montré que Jupiter devait posséder un noyau dense d’une masse équivalente à 12 fois la masse terrestre.
Composition interne de Jupiter
L’atmosphère de Jupiter est composée en grande majorité d’hydrogène qui constitue 75 %de la masse totale de l’atmosphère et d’hélium pour 24 %. Le reste est constitué de traces de méthane, de vapeur d'eau, d'ammoniac, très petites quantités de carbone, d'éthane, de sulfure d'hydrogène, de néon, d'oxygène, d'hydrure de phosphore, de soufre, de benzène et d'autres hydrocarbures. Des cristaux d'ammoniac sont présents dans la partie externe de l’atmosphère.
En profondeur, l’atmosphère est moins riche en hydrogène (71 %) et contient plus d’éléments lourds (5 %) mais étant donné que jamais aucune sonde n’a pu faire d’analyse dans l’atmosphère de Jupiter, les proportions exactes de ces éléments lourds ne sont pas connues. Peut-être la sonde Juno pourra-t-elle répondre à certaines de ces questions
On pense que Jupiter ne possède pas de surface solide sous son atmosphère, en tout cas pas dans le sens où on l’entend habituellement. En effet, la pression et la température sont telles que la matière change d’état et devient liquide.
La structure interne de Jupiter serait la suivante :
- un noyau rocheux composé de silicates et de fer d’une taille équivalente à la Terre mais entre 10 et 15 fois plus massif.
- cette graine serait recouverte d’une couche d'hydrogène métallique, un état particulier comparable au mercure dû à la pression et à la température, situé entre 14 000 et 60 000 km de profondeur. Cette couche représenterait 78 % du rayon de la planète.
- ensuite viendrait progressivement une couche d'hydrogène en phase liquide à quelques centaines de km de profondeur
- puis une dernière couche d’hydrogène à l’état gazeux d’une épaisseur de 1 600 km.
Ces différentes couches ne seraient pas clairement séparées les unes des autres, l’état de l’hydrogène changeant de façon progressive.
Champ magnétique de la planète Jupiter
Le champs magnétique de Jupiter serait causé par la composition interne particulière de Jupiter et notamment à l'hydrogène liquide présent en grande quantité, le tout associé à sa rotation rapide ce qui générerait un effet dynamo très puissant.
Jupiter, bien qu’étant appelée « planète gazeuse » serait donc en fait majoritairement constituée de liquide.
Température et pression
Au niveau des pressions et des températures, l'hydrogène métallique apparaît à 3000 K avec une pression de 140 GPa (1,4 Mbar).
Au niveau du noyau, la température atteindrait les 15 000 K et la pression 3 000 à 4 500 GPa (30-45 Mbar).
Au centre de Jupiter, la température dépasserait les 11 000 K et la pression serait de 70 Mbar.
Les températures mesurées en « surface », c'est-à-dire sur la haute atmosphère, sont de -189 ° C à 0,1 bar de pression et -139 ° C à 1 bar.
Comme Saturne, Jupiter émet plus de chaleur que ce que lui apporte le Soleil.
L'atmosphère de Jupiter en très haute résolution
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Atmosphère de la planète Jupiter
L'atmosphère de Jupiter, épaisse d’environ 1 600 km, peut être divisée en trois couches :
- la couche externe formée de nuages de glace d'ammoniac ;
- la couche médiane située en dessous formée de nuages d'hydrogénosulfure d'ammonium (NH4HS) ;
- la couche inférieure composées de nuages d'eau et de glace.
Les mouvements importants de l’atmosphère de Jupiter produit des orages électriques géants et des décharges de foudre d’une puissance 1000 fois supérieure à ce que l’on peut observer sur Terre.
La rotation différentielle de l'atmosphère externe de Jupiter fait que la rotation st de 5 minutes plus lente au niveau des pôles qu’à l’équateur.
On voit aussi des bandes de nuages de couleur blanche qui se déplacent dans le sens opposé à une vitesse de l’ordre de 360 km/h.
Les différences de vitesse de rotation des différentes bandes créent des turbulences, des orages, des tourbillons et tout un tas d’autres phénomènes dont notamment d’énormes anticyclones comme la Grande tache rouge
Cet énorme anticyclone qui perdure depuis probablement plus de 350 ans mesure dans les 12 000 km par 25 000 km. D’autres grandes tâches du même type apparaissent régulièrement et durent parfois plusieurs mois.
Les différences de couleurs des nuages visibles dans la haute atmosphère sont dues à la composition de ces derniers mais aussi à leur température et à leur altitude.
Tous ces systèmes nuageux sont en perpétuel changement et évoluent en permanence. Malgré tout, la structure générale des bandes de nuages est stable sur de longues périodes.
L’inclinaison particulièrement faible de l'axe de Jupiter a pour conséquence que les régions polaires reçoivent peu d’énergie solaire tandis que les régions équatoriales en reçoivent plus. Cette différence entre les régions polaires froides et l’équateur chaud causerait des mouvement de convections importants et serait à l’origine de l’activité importante de l’atmosphère de Jupiter.
Grande tache rouge et autres taches
L’une des caractéristiques les plus remarquable de Jupiter est un gigantesque anticyclone appelé la « Grande Tache rouge » qui se trouve à 22° par rapport à l’équateur de Jupiter dans sa partie sud. Cette tempête persiste depuis au moins 350 ans et probablement plus. Sa stabilité est due à l’absence de frottement avec une couche inférieure qui pourrait lui faire perdre de l’énergie. Au contraire, elle est constamment alimentée en énergie et c’est probablement une formation stable caractéristique de l’atmosphère de Jupiter.
La forme de la Grande Tache rouge et un ovale qui fait 12 000 km de haut par 24 000 km de large voire 40 000 km si on prend en compte la périphérie. On pourrait y loger près de 3 fois la planète Terre !
Cette formation nuageuse colossale monte jusqu’à 8 km au-dessus des nuages alentours.
Les nuages à l’intérieur sont en rotation sur une période de 6 jours et la vitesse des vents atteint les 400 km/h sur la partie extérieure.
On peut voir des formations du même genre dans l’atmosphère de Jupiter mais aussi dans celle de Saturne et de Neptune, mais Jupiter est la planète qui en possède le plus.
Il y a différents types d’anticyclones comparables à la Grande Tache rouge mais d’une taille inférieure. La couleur varie du blanc aux rouges-bruns, oranges marrons, jaunes-beiges.
La couleur est déterminée par la composition et la température, par exemple, les blancs sont plutôt froid par rapport à leur environnement tandis que les bruns sont plus chaud.
Ces tâches apparaissent et disparaissent sur des durées allants de quelques heures à plusieurs jours, semaines, mois voir années. Elles se forment à cause des turbulences causées par les rotations différentielles des différentes bandes nuageuses. L’interaction entre les bandes crée des tourbillons qui se transforment en anticyclones plus ou moins stables. Parfois, les tâches se rassemblent et fusionnent pour former de nouvelles tâches plus grandes.
En 2000, une autre tempête un peu plus petite que la Grande Tache rouge, surnommée la « Petite Tache rouge » s’est formée après que plusieurs petits anticyclones aient fusionné. Il a donc été possible d’observer la formation d’une turbulence géante comparable à la Grande Tache rouge et d’en observer l’évolution, notamment le changement de couleur qui est passé du blanc au rouge en quelques années.
Anneaux de Jupiter
Jupiter possède un système composé de 4 principales structures :
- un " Halo " en forme de tore relativement épais
- un " Anneaux principal "
- un anneau diffus très étendus dit " Anneau Gossamer"
- il y aurait aussi un 4e anneau externe, très diffus après l'anneau Gossamer
Consultez notre page spéciale et notre carte interactive des anneaux de Jupiter
Magnétosphère
Le champs magnétique de Jupiter est très intense, c’est le plus intense de toutes les planètes du système solaire ce qui n’est pas surprenant vu la densité, la composition et notamment la teneur en hydrogène métallique et la vitesse de rotation de Jupiter.
Le champ magnétique de Jupiter est 14 fois plus puissant que celui de la planète Terre.
La magnétosphère de Jupiter est très étendue. Elle a une forme de poire pointue très allongée dans le sens opposé à la direction du Soleil.
La partie qui est du côté du Soleil détourne les vents solaires à une distance d’environ 3 millions de km.
La partie arrière, nommé magnéto-queue, fait plus de 650 millions de km et atteint même l’orbite de Saturne. C’est presque autant que la distance entre Jupiter et le Soleil.
Les 4 satellites galiléens sont située dans la magnétosphère et sont donc protégés du vent solaire et des rayonnements cosmiques.
Au-delà de la magnétosphère on trouve la magnétogaine avec entre les 2 la magnétopause.
L’intense champ magnétique de Jupiter provoque des aurores polaires d’une impressionnante intensité ainsi que des émissions d’ondes radio polaires très importantes.
La magnétosphère de Jupiter capture des ions provenant de son plus proche satellite, Io, et forme un tore d’un diamètre de l’ordre de 140 000 à 150 000 km qui forme une ceinture tout autour de Jupiter.
La rotation de Io en interagissant avec le tore de Jupiter engendre un courant électrique de plusieurs millions d’ampères qui circulent entre les pôles de Jupiter et Io le long des lignes de champs magnétique.
Observation de la planète Jupiter
Jupiter est l’un des objets les plus brillants du ciel nocturne, plus brillant même que Vénus.
Le diamètre apparent est comprit entre " et 50,1 ".
La magnitude apparente varie de -1,6 à -2,94. La magnitude apparente à 1 UA est de -9,4.
L'albédo géométrique est de 0,342 et l'albédo de Bond est de 0,343.
On ne peut pas observer de phases de Jupiter car c’est une planète externe toujours éclairée par le Soleil de notre point de vue.
L’observation de Jupiter dans un petit télescope est très intéressante car l’on peut y voir les principales caractéristiques de son atmosphère, les bandes de nuages de différentes couleurs et la Grande tâche rouge. On perçoit aussi sa forme oblongue et l’on peut constater sa rotation rapide sur quelques minutes. Une rotation complète ne durant pas plus de 10h, on peut observer la totalité de l’atmosphère de Jupiter en à peine 5h.
L’autre aspect intéressant est l’observation de ses 4 satellites principaux lesquels apparaissent comme de petites étoiles ponctuelles très brillantes. On ne peut pas observer la surface des satellites depuis la Terre mais on peut constater leur changement de position par rapport à Jupiter d’une nuit à l’autre. Les 3 satellites les plus proches effectuant des orbites autour de Jupiter en quelques jours à peine, leur déplacement est facile à observer.