Satellites naturels de Jupiter


Satellites naturels de Jupiter

La planète Jupiter possède 63 satellites naturels connus : la plus grande planète du système solaire est aussi celle qui s'entoure du plus grand nombre de satellites.

Sommaire

Découverte des satellites

Premières découvertes

Les premières lunes de Jupiter furent découvertes en 1610, lorsque Galilée observa les quatre grands satellites du système jovien : Io, Europe, Ganymède et Callisto. Ces satellites, les premiers à avoir été observés en dehors de la Lune, ont été ensuite nommées lunes galiléennes en son honneur. Il est possible cependant qu'une observation antérieure ait été réalisée en 362 av. J.-C. par l'astronome chinois Gan De[1].

Au cours des quatre siècles suivants, huit autres satellites furent découverts : Amalthée (1892) [2], Himalia (1904) [3], Élara (1905) [4], Pasiphaé (1908) [5], Sinopé (1914) [6], Lysithéa et Carmé (1938) [7], et Ananké (1951) [8]. Pendant les années 1970, deux autres satellites furent observés à partir de la Terre : Léda (1974) [9] et Thémisto (1975) [10], qui fut ensuite perdu puis retrouvé en 2000[11].

Voyager

Avant l'arrivée de sondes spatiales dans l'environnement de Jupiter, 13 satellites étaient donc connus (14 en comptant Thémisto). Les missions Voyager, qui survolèrent le système jovien en 1979, permirent la découverte de trois nouvelles lunes : Métis [12] et Thébé [13] en mars 1979 sur des photographies de Voyager 1, Adrastée en juillet 1979 par Voyager 2 [14].

Dernières découvertes

Entre 1979 et 1999, aucun nouveau satellite de Jupiter ne fut découvert et il fallut attendre des progrès suffisants dans le domaine des détecteurs pour que les observations reprennent.

Le 6 octobre 1999, le programme Spacewatch découvrit ce qui fut initialement considéré comme un nouvel astéroïde, 1999 UX18 mais qui fut rapidement identifié comme une nouvelle lune de Jupiter, Callirrhoé [15].

Un an plus tard, entre le 23 novembre et le 5 décembre 2000, l'équipe de Scott S. Sheppard et David Jewitt de l'université d'Hawaï débuta une campagne systématique de dépistage des petites lunes irrégulières de Jupiter. L'équipe varia au fil du temps, incluant Yanga R. Fernández, Eugene A. Magnier, Scott Dahm, Aaron Evans, Henry H. Hsieh, Karen J. Meech, John L. Tonry, David J. Tholen (tous de l'université d'Hawaï), Jan Kleyna (université de Cambridge), Brett James Gladman (université de Toronto), John J. Kavelaars (Institut Hertzberg d'astrophysique), Jean-Marc Petit (Observatoire de Besançon) et Rhiannon Lynne Allen (université du Michigan / université de Colombie Britannique). Elle utilisa des caméras CCD, les plus grandes au monde, montées sur deux des treize télescopes situés au sommet du Mauna Kea à Hawaï : le Subaru (8,3 m de diamètre) et le Canada-France-Hawaï (3,6 m).

Les observations de 2000 révélèrent dix nouvelles lunes, portant le total de satellites à 28 après la redécouverte de Thémisto au début de l'année 2000 : Calycé, Jocaste, Érinomé, Harpalycé, Isonoé, Praxidiké, Mégaclité, Taygèté, Chaldèné et S/2000 J 11 [16].

L'année suivante, du 9 au 11 décembre 2001, onze autres lunes furent découvertes, amenant le total à 39 : Hermippé, Eurydomé, Spondé, Calé, Autonoé, Thyoné, Pasithée, Euanthé, Orthosie, Euporie et Aitné [17].

L'année 2002 fut moins fructueuse et une seule lune, Arché, fut découverte[18]. En revanche, une session d'observation menée du 5 au 9 février 2003 conduira à la découverte de 23 nouveaux satellites[19] : Eukéladé, S/2003 J 2, S/2003 J 3, S/2003 J 4, S/2003 J 5, Hélicé, Aoédé [20], Hégémone [21], S/2003 J 9, S/2003 J 10, Callichore, S/2003 J 12 [22], Cyllèné, Coré, S/2003 J 15, S/2003 J 16, Hersé, S/2003 J 18 [23], S/2003 J 19, Carpo [24], Mnémé [25], Telxinoé [26] et S/2003 J 23 [27].

La plupart des 47 satellites découverts après 2000 possèdent des orbites éloignées, excentriques, inclinées et rétrogrades ; ils font en moyenne 3 kilomètres de diamètre, le plus grand atteignant à peine 9 km. On pense que ce sont tous des corps astéroïdaux ou cométaires capturés, possiblement fragmentés en plusieurs morceaux.

En 2006, on connaissait 63 lunes à Jupiter, le record du système solaire. Il est possible que d'autres lunes plus petites (moins d'un km de diamètre) restent à découvrir.

Table des satellites

Notez que les satellites extérieurs semblent déroger à la troisième loi de Kepler dans cette liste. Ceci provient de ce que la table est triée par ordre de période moyenne croissante, ce qui est, dans ce cas-ci, différent de l'ordre de distance moyenne croissante : les satellites extérieurs ont des orbites en évolution constante, et les valeurs moyennes ne restent pas en correspondance comme les valeurs instantanées le font.

Nom Diamètre
(km)
Masse
(kg)
Rayon orbital
(km)
Période
(d)
Inclinaison
(°)
Excentricité Groupe
Métis 43 1,2×1017 128 000 0,295 0,019 0,0012 Amalthée
Adrastée 26×20×16 7,5×1015 129 000 0,298 0,054 0,0018 Amalthée
Amalthée 262×146×134 2,1×1018 181 400 0,498 0,388 0,0031 Amalthée
Thébé 110×90 1,5×1018 221 900 0,675 1,070 0,0177 Amalthée
Io 3 643 8,9×1022 421 800 1,769 0,036 0,0041 Lune galiléenne
Europe 3 122 4,8×1022 671 100 3,551 0,469 0,0094 Lune galiléenne
Ganymède 5 262 1,5×1023 1 070 400 7,155 0,170 0,0011 Lune galiléenne
Callisto 4 821 1,1×1023 1 882 700 16,689 0,187 0,0074 Lune galiléenne
Thémisto 8 6,9×1014 7 284 000 130,020 43,259 0,2426 Thémisto
Léda 20 1,1×1016 11 165 000 240,920 27,457 0,1636 Himalia
Himalia 170 6,7×1018 11 461 000 250,560 27,496 0,1623 Himalia
Lysithéa 36 6,3×1016 11 717 000 259,200 28,302 0,1124 Himalia
Élara 86 8,7×1017 11 741 000 259,640 26,627 0,2174 Himalia
S/2000 J 11 4 9,0×1013 12 555 000 286,950 28,273 0,2484 Himalia
Carpo 3 4,5×1013 16 989 000 456,100 51,395 0,4297  ?
S/2003 J 12 1 1,5×1012 17 582 000 489,500 151,140 0,5095  ?
Euporie 2 1,5×1013 19 304 000 550,740 145,767 0,1432 Ananké ?
S/2003 J 3 2 1,5×1013 20 221 000 583,880 147,550 0,1970 Ananké ?
S/2003 J 18 2 1,5×1013 20 514 000 596,590 146,104 0,0221 Ananké ?
S/2003 J 16 2 1,5×1013 20 957 000 616,360 148,537 0,2246 Ananké
Mnémé 2 1,5×1013 21 069 000 620,040 148,635 0,2273 Ananké
Euanthé 3 4,5×1013 20 797 000 620,490 148,910 0,2321 Ananké
Orthosie 2 1,5×1013 20 720 000 622,560 145,921 0,2808 Ananké ?
Harpalycé 4 1,2×1014 20 858 000 623,310 148,644 0,2268 Ananké
Praxidiké 7 4,3×1014 20 907 000 625,380 148,967 0,2308 Ananké
Thyoné 4 9,0×1013 20 939 000 627,210 148,509 0,2286 Ananké
Telxinoé 2 1,5×1013 21 162 000 628,090 151,417 0,2206 Ananké ?
Ananké 28 3,0×1016 21 276 000 629,770 148,889 0,2435 Ananké
Jocaste 5 1,9×1014 21 061 000 631,600 149,429 0,2160 Ananké
Hermippé 4 9,0×1013 21 131 000 633,900 150,725 0,2096 Ananké ?
Hélicé 4 9,0×1013 21 263 000 634,770 154,773 0,1558 Ananké
S/2003 J 15 2 1,5×1013 22 627 000 689,770 146,501 0,1910 Ananké
Hersé 2 1,5×1013 22 992 000 714,470 164,917 0,2378 Carmé
S/2003 J 10 2 1,5×1013 23 041 000 716,250 165,086 0,4295 Carmé ?
Eurydomé 3 4,5×1013 22 865 000 717,330 150,274 0,2759 Pasiphaé ?
Pasithée 2 1,5×1013 23 004 000 719,440 165,138 0,2675 Carmé
Chaldèné 4 7,5×1013 23 100 000 723,700 165,191 0,2519 Carmé
Arché 3 4,5×1013 22 931 000 723,900 165,001 0,2588 Carmé
Isonoé 4 7,5×1013 23 155 000 726,250 165,268 0,2471 Carmé
Érinomé 3 4,5×1013 23 196 000 728,510 164,934 0,2665 Carmé
Calé 2 1,5×1013 23 217 000 729,470 164,996 0,2599 Carmé
Aitné 3 4,5×1013 23 229 000 730,180 165,091 0,2643 Carmé
Taygèté 5 1,6×1014 23 280 000 732,410 165,272 0,2525 Carmé
S/2003 J 23 2 1,5×1013 23 563 000 732,440 146,314 0,2714 Pasiphaé
S/2003 J 9 1 1,5×1012 23 384 000 733,290 165,079 0,2632 Carmé
Carmé 46 1,3×1017 23 404 000 734,170 164,907 0,2533 Carmé
S/2003 J 5 4 9,0×1013 23 495 000 738,730 165,247 0,2478 Carmé
Hégémone 3 4,5×1013 23 947 000 739,600 155,214 0,3276 Pasiphaé
S/2003 J 19 2 1,5×1013 23 533 000 740,420 165,153 0,2556 Carmé
Calycé 5 1,9×1014 23 566 000 742,030 165,159 0,2465 Carmé
Pasiphaé 60 3,0×1017 23 624 000 743,630 151,431 0,4090 Pasiphaé
Eukéladé 4 9,0×1013 23 661 000 746,390 165,482 0,2721 Carmé
Spondé 2 1,5×1013 23 487 000 748,340 150,998 0,3121 Pasiphaé
Cyllèné 2 1,5×1013 23 951 000 751,940 150,123 0,4116 Pasiphaé
Mégaclité 5 2,1×1014 23 493 000 752,880 152,769 0,4197 Pasiphaé
S/2003 J 4 2 1,5×1013 23 930 000 755,240 149,581 0,3618 Pasiphaé
Callirrhoé 9 8,7×1014 24 103 000 758,770 147,158 0,2828 Pasiphaé
Sinopé 38 7,5×1016 23 939 000 758,900 158,109 0,2495 Pasiphaé
Autonoé 4 9,0×1013 24 046 000 760,950 152,416 0,3168 Pasiphaé
Aoédé 4 9,0×1013 23 981 000 761,500 158,257 0,4322 Pasiphaé
Callichore 2 1,5×1013 24 043 000 764,730 165,501 0,2640 Carmé ?
Coré 2 1,5×1013 24 011 000 779,180 144,529 0,3351 Pasiphaé
S/2003 J 2 2 1,5×1013 29 541 000 979,990 160,638 0,2255  ?

Les paramètres orbitaux des lunes portant une désignation temporaire sont susceptibles d'être corrigés dans un proche avenir.

Groupes

Les satellites de Jupiter peuvent être regroupés en plusieurs groupes. Les regroupements intérieurs sont facilement identifiables :

Les satellites irréguliers de Jupiter.

Les satellites irréguliers progrades :

  • Thémisto, isolé spatialement.
  • Groupe d'Himalia, reserré, dont les demi-grands axes sont de l'ordre de 11,86 ± 0,695 Gm et les inclinaisons de 27,5 ± 0,8°. Les excentricités varient de 0,11 à 0,25.
  • Carpo et S/2003 J 12, deux autres satellites isolés.

Le premier diagramme illustre les orbites des satellites irréguliers de Jupiter. L'excentricité des orbites est représentée par les segments (de périastre à apoastre) avec l'inclinaison représentée sur l’axe vertical. Les satellites au-dessus de l’axe horizontal sont progrades, ceux au-dessous sont rétrogrades. Le demi-grand axe est exprimé en gigamètres (millions de kilomètres) et la fraction du rayon de la sphère de Hill. Le diagramme suivant montre séparément la distribution de l’inclinaison contre l’excentricité pour les satellites rétrogrades, en facilitant l’identification des groupes.

La quasi-totalité des satellites extérieurs rétrogrades irréguliers de Jupiter semblent pouvoir être regroupés en trois grandes familles, partageant des caractéristiques orbitales communes et portant le nom de leur plus gros membre respectif. Ces familles correspondent à des regroupements en demi-grand axe, mais aussi en inclinaison et en excentricité.

Inclinaisons des orbites (en °) en fonction de leur excentricité
  • Le groupe de Carmé est centré sur un demi-grand axe de 23,404 Gm, une inclinaison de 165,2 ± 0,3° et une excentricité comprise entre 0,238 et 0,272. Seul S/2003 J 10 est un peu à part, à cause de sa grande excentricité.
  • Le groupe d'Ananké est centré sur un demi-grand axe de 21,276 Gm, une inclinaison de 149 ± 0,5° et une excentricité comprise entre 0,216 et 0,244. Ses limites sont cependant plus floues. Les huit lunes formant le cœur du groupe (S/2003 J 16, S/2003 J 21, Euanthé, Orthosie, Harpalyké, Praxidiké, Thyoné, S/2003 J 22, Ananké, Jocaste) sont bien groupées, mais l'attribution des huit autres au groupe est plus ou moins discutable.
  • Le groupe de Pasiphaé, enfin, comprend toutes les autres lunes externes, à l'exception de S/2003 J 2, la plus externe ; il est centré sur un demi-grand axe de 23 624 Mm, une inclinaison de 151,4 ± 6,9° et une excentricité comprise entre 0,156 et 0,432. Si ce groupe correspond à une réalité physique, il doit être ancien pour que ses membres soient aussi dispersés.
  • S/2003 J 2, la lune la plus extérieure de tout le système, est isolée.

Nomenclature

Plusieurs astéroïdes portent les mêmes noms que certaines des lunes de Jupiter : (9) Métis, (38) Léda, (52) Europe, (85) Io, (113) Amalthée, (239) Adrastée et (1036) Ganymède.

Les satellites découverts entre 1904 et 1951 (Himalia, Élara, Pasiphaé, Sinopé, Lysithéa, Carmé et Ananké) ne furent officiellement nommés qu'en 1975, bien après le décès de leurs découvreurs. Ils n'étaient connus que par leurs désignations en chiffres romains (Jupiter VI à Jupiter XII). Voir Nomenclature des satellites naturels.

Quasi-satellites de Jupiter

Notes et références

  1. X. Zezong, The Discovery of Jupiter's Satellite Made by Gan De 2000 years Before Galileo, Chinese Physics 2 (3) (1982), pp. 664-667
  2. E. E. Barnard, Discovery and Observations of a Fifth Satellite to Jupiter, Astronomical Journal, vol. 12, iss. 275, p. 81-85 (1892) [1]
  3. C. D. Perrine, Sixth Satellite of Jupiter, Harvard College Observatory Bulletin n° 173, pp.1-1 [2]
  4. C. D. Perrine, Seventh Satellite of Jupiter, Harvard College Observatory Bulletin n°. 178, pp.1-1 [3]
  5. J. Melotte, Recent Observations of the Moving Object Near Jupiter, Publications of the Astronomical Society of the Pacific, vol. 20, p. 184 [4]
  6. S. B. Nicholson, Discovery of the Ninth Satellite of Jupiter, Publications of the Astronomical Society of the Pacific, vol. 26, pp. 197-198 [5]
  7. S. B. Nicholson, Two New Satellites of Jupiter, Publications of the Astronomical Society of the Pacific, vol. 50, n° 297, pp. 292-293 [6]
  8. S. B. Nicholson, An Unidentified Object Near Jupiter, Probably a New Satellite, Publications of the Astronomical Society of the Pacific, vol. 63, pp. 297-299 [7]
  9. C. T. Kowal, K. Aksnes, B. G. Marsden & E. Roemer, Thirteenth Satellite of Jupiter, Astronomical Journal, vol. 80 (juin 1975), pp. 460-464 [8]
  10. IAUC 2845: Prob. NEW Sat OF JUPITER; 1975g [9]
  11. IAUC 7525: S/1975 J 1 = S/2000 J 1 [10]
  12. IAUC 3507: Sats OF JUPITER; SATURN; Notice [11]
  13. IAUC 3470: Sats OF JUPITER; Sats OF SATURN [12]
  14. D. C. Jewitt, G. E. Danielson, S. P. Synnott, Discovery of a new Jupiter satellite, Science, vol. 206 (23 novembre 1979), p. 951 [13]
  15. IAUC 7460: S/1999 J 1, [14]
  16. IAUC 7555: Sats OF JUPITER; 2001B; 2001C [15]
  17. IAUC 7900: Sats OF JUPITER; XTE J0929-314; C/2002 C1 [16]
  18. MPEC 2002-Y22 : S/2002 J 1 [17]
  19. David C. Jewitt, Scott S. Sheppard, An abundant population of small irregular satellites around Jupiter, Nature, Vol 423, p. 261, Mai 2003 [18]
  20. MPEC 2003-E11 : S/2003 J 1, 2003 J 2, 2003 J 3, 2003 J 4, 2003 J 5, 2003 J 6, 2003 J 7 [19]
  21. IAUC 8088: S/2003 J 8; 2003bn; 2003bg; IGR J19140+098 [20]
  22. IAUC 8089: Sats OF JUPITER; 2003bo, 2003bp,, 2003bq; C/2002 V1 [21]
  23. IAUC 8116: Sats OF JUPITER, SATURN; C/2003 G2 [22]
  24. IAUC 8125: S/2003 J 19, S/2003 J 20; 2003dx, 2003dy, 2003dz, 2003ea, 2003eb; C/2003 H2 [23]
  25. IAUC 8138: C/2003 K2; C/2003 K3; S/2003 J 21 [24]
  26. IAUC 8276: S/2003 J 22; 2004M, 2004N,, 2004O; C/2003 B2, C/2003 C1,, C/2003 D1 [25]
  27. IAUC 8281: S/2003 J 23; 2004Q; 2003lt, 2004R [26]
  28. http://www.springerlink.com/content/qw237176371531u1/

Annexes

Articles connexes

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