Jupiter et les satellites galiléens : un système solaire modèle miniature? Galilée, 1610
16 satellites connus ; quatre familles Satellites demi grand axe.1e6 km dimension Ø révolution 4 petits très proches Adrastée, Métis, Amalthée, Thébée 0.12-0.22 ~10-50 km directe 4 gros (Galilée, 1610) Io, Europe, Ganymède, Callisto 0.4-1.8 ~1800-2600 km directe 4 petits lointains (Léda, Himalia, Lysthée, Elara) 11-12 ~8-90 km directe 4 petits plus lointains (Anaké, Carme, 21-24 ~15-25 km rétrograde Pasiphaé, Sinope)
Jupiter : un système solaire modèle miniature? La plus grande des planètes. Seize satellites. Emet plus d'énergie qu'elle n'en reçoit. Jupiter est-elle une étoile? Un système solaire miniature? Réactions thermonucléaires au cœur? Pas suffisamment massive. Noyau : 30 000 et 100 millions de bars Insuffisants pour réactions thermonucléaires (T=10 millions de degrés et P = plusieurs milliards d'atmosphères )
Amalthée Jupiter Io Europe Ganymède Ganymède Callisto
La densité des quatre satellites galiléens décroît en fonction de leur distance à Jupiter --- évolutions chimiques différentes Ganymède d=1,93 Europe d=3,03 Callisto d=1,86 Io d=3,5
Io d=3,5 Europe d=3,03 Ganymède d=1,93 Callisto d=1,86
Io D = 5 fois le rayon de Jupiter densité = 3,5 Constitué de roches. Pas de cratères d impact -- Surface très jeune (sels cristallisés riches en Na, de larges dépôts de S, de SO2, de couleurs rouge-jaune). 8 volcans (projections 70 à 300 km d altitude, vitesses de 300 à 1000 m/s.) Régions volcaniques très actives, (sans dômes, ni reliefs apparents). 100 m de couches volcaniques par million d années --- aucun cratère d impact (bien que l on trouve des vallées, sillons, montagnes).
Activités volcaniques (ponctuelles) de Io
Activités volcaniques (ponctuelles) de Io Similitudes avec la Terre?
Géoide terrestre 100 m (violet) à +85 m (rouge ) Zones hautes : Nouvelle Guinée, Yellowstone hotspot, chaîne Hawaï Zones basses : Inde, baie d Hudson, z. subduction
Point chaud d Hawaï
Point chaud de Yellowstone
Subduction (convergence) Point chaud Dorsale océanique (divergence)
Raison de l activité de Io? Hypothèse 1 : Désintégration d éléments radioactifs contenus dans les roches (comme sur la Terre)? Il faudrait 100 fois plus de Th et U que ce que l on trouve dans les planètes telluriques. Hypothèse douteuse Hypothèse 2 : Io très proche de Jupiter --- très forts effets de marée («ioide» ellipsoïde ; bourrelet moyen permanent et fixe de 7 km). + déformation de l orbite de Io par Ganymède et autres satellites Déformation différentielle de la surface pendant sa révolution autour de Jupiter (oscillation +/- 100 m!) --- libération d énergie + fort volcanisme.
Ganymède Le plus grand satellite du système solaire. D Ganymède > D de Mercure. d très faible (d = 1.93). --- Surface composée de glace, Intérieur : glace + silicates. Montagnes (environ 1000 m), des vallées parallèles, et de nombreux impacts de météorites. --- Plus d activité géologique depuis 3.5 milliards d années.
Voyager 1979 Galileo 1996 Impact : Ejectats blancs
Ganymède et la mesure de la vitesse de la lumière 2 UA Jupiter A Soleil Terre B Ganymède L intervalle observé entre deux occultations de Ganymède est de 171,99 h (~7j 4h terrestres) dans 1/2 année (A->B) il y a donc ~ 25 occultations. prévision : la 26ème devrait avoir lieu après 25 x 171,99 heures. En réalité elle à lieu 1000 s (~ 17 min) après cette prévision? Entre-temps, la terre s est éloigné de 2 UA = 3OO.1E6 km La lumière à donc du parcourir cette distance en plus entre l observation en A et en B. c = 300. 1E6 km/1000 sec = 3. 1E8 m.s-1 [Ole Rømer (1676)]
Europe Satellite galiléen le plus petit et le plus brillant. Surface, la plus lisse de tout le système solaire, est constituée d une croûte de glace. Nombreuses craquelures et fractures (effet de marée de Jupiter). Noyau formé de silicates solide (d = 3.03). Le reste est constitué d eau, où flotte la glace
Europe
Masse volumique d'europe est de 3,05 g/cm3. glace pure (d=1) < Europe (d=3,05) < chondrite pure (d=3,5). Mélange chondrite + x% glace 100. 3,05 = x. 1 + (100-x). 3,5 -- x = 20% en volume Cette proportion de glace sur Europe correspond à une couche d'h2o de 100 km à la surface du satellite.
R=1 500 km (100 km de glace en surface) H20sol H20liq Fe-Mg Fe-Ni Similitudes avec la Terre?
Modèles d Europe Fumeurs noirs des dorsales Geysers de Yellowstone activité bactérienne en conditions extrêmes
Antarctique (Vostok) Forage max. 3500 m!
Modèle potentiel d Europe?
Bactéries de Vostok Vostok Europe Exploration et échantillonnage du lac de Vostok et de l océan d Europe!