Caractéristiques physiques

Jupiter est une géante gazeuse composée à plus de 90 % d'hydrogène et d'hélium, sans surface solide à proprement parler : sous ses nuages colorés, la pression augmente si vite que le gaz se comprime progressivement en un océan d'hydrogène liquide, puis, plus profondément encore, en hydrogène métallique conducteur. Sa masse dépasse à elle seule 2,5 fois celle de toutes les autres planètes du système solaire réunies.

La Grande Tache Rouge, une tempête anticyclonique observée depuis au moins le XIXe siècle, est assez grande pour engloutir plusieurs Terres — bien qu'elle se soit sensiblement réduite au cours des dernières décennies, sans que sa disparition complète soit prévisible.

La Grande Tache Rouge de plus près

Cette image rapprochée, prise par la sonde Juno lors d'un survol à basse altitude et traitée en couleurs renforcées, révèle la structure tourbillonnaire complexe de la Grande Tache Rouge : des bandes de nuages s'enroulant les unes autour des autres à des vitesses dépassant 400 km/h sur ses bords, entourant un cœur plus calme. Les scientifiques pensent que sa teinte rougeâtre provient de composés chimiques remontés des couches profondes de l'atmosphère et transformés par le rayonnement ultraviolet du Soleil, bien que leur nature exacte reste débattue.

Grande comme la Terre lors de sa première observation détaillée au XIXe siècle, la tempête a rétréci de manière continue depuis les années 1930 et mesure aujourd'hui un peu plus d'une Terre de large. Les mesures de Juno montrent aussi qu'elle est étonnamment peu profonde par rapport à sa largeur : ses racines ne s'enfoncent que sur quelques centaines de kilomètres dans l'atmosphère, une fraction infime du rayon total de la planète.

Système de lunes

Les quatre plus grandes lunes de Jupiter — Io, Europe, Ganymède et Callisto — furent découvertes par Galilée dès 1610, la première preuve observationnelle que tous les corps célestes ne tournaient pas autour de la Terre. Io est le corps le plus volcaniquement actif du système solaire, chauffé en permanence par les frictions gravitationnelles de Jupiter et de ses voisines. Europe, sous une croûte de glace, cacherait un océan d'eau liquide salée en contact avec un noyau rocheux — l'un des environnements jugés les plus prometteurs pour une éventuelle vie microbienne. Ganymède est la plus grande lune du système solaire, plus grande même que Mercure.

Champ magnétique et anneaux

Jupiter possède le champ magnétique le plus puissant de toutes les planètes, généré par son hydrogène métallique en rotation rapide — la planète tourne sur elle-même en moins de 10 heures malgré sa taille. Ce champ piège d'immenses quantités de particules chargées en ceintures de radiations qui rendraient tout séjour humain prolongé à proximité extrêmement dangereux.

Jupiter possède également un système d'anneaux, bien plus ténu et sombre que celui de Saturne — composé de fine poussière probablement issue d'impacts de météorites sur ses petites lunes internes, invisible depuis la Terre sans instrument spécialisé.

Structure interne

Sous les nuages de Jupiter, la pression et la température augmentent si rapidement que l'hydrogène change plusieurs fois d'état : gaz près de la surface, il devient liquide quelques milliers de kilomètres plus bas, puis, au-delà d'environ 20 000 km de profondeur, se transforme en hydrogène métallique — un état de la matière rarissime sur Terre, où les électrons circulent librement comme dans un métal conducteur. C'est la rotation rapide de cet océan métallique qui génère le champ magnétique colossal de la planète.

Le centre de Jupiter abriterait un noyau partiellement dissous, plus vaste et plus diffus que prévu selon les mesures de gravité de la sonde Juno — probablement quelques masses terrestres de roches et de glaces, mélangées progressivement à l'hydrogène métallique environnant plutôt que nettement séparées, comme le suggéraient les anciens modèles.

Une planète qui rayonne sa propre chaleur

Jupiter émet environ 1,7 fois plus d'énergie qu'elle n'en reçoit du Soleil — un excédent de chaleur qui provient essentiellement de sa lente contraction gravitationnelle depuis sa formation, un processus appelé mécanisme de Kelvin-Helmholtz. Cette énergie interne alimente une météorologie d'une violence remarquable : des vents zonaux dépassant 600 km/h stratifient l'atmosphère en bandes claires et sombres bien visibles même avec un petit télescope.

Si Jupiter avait été environ 80 fois plus massive, la pression en son cœur aurait suffi à amorcer la fusion nucléaire de l'hydrogène — elle serait alors devenue une étoile, formant avec le Soleil un système binaire. Jupiter reste malgré tout parfois surnommée, un peu abusivement, une « étoile manquée ».

Exploration

Les sondes Pioneer 10 et 11 (1973-1974) furent les premières à survoler Jupiter, suivies par Voyager 1 et 2 en 1979, qui ont révélé le volcanisme actif d'Io et les premiers détails de la Grande Tache Rouge. La sonde Galileo (1995-2003) fut la première à se placer en orbite autour de Jupiter, larguant une sonde atmosphérique qui a directement mesuré la composition des nuages joviens.

Depuis 2016, la sonde Juno étudie en détail le champ magnétique, la structure interne et l'atmosphère profonde de Jupiter. Les missions JUICE (ESA, lancée en 2023) et Europa Clipper (NASA, lancée en 2024) sont actuellement en route pour étudier de près les lunes glacées du système jovien, en particulier le potentiel océan d'Europe.