La Planète JUPITER J-L Mainardi- Avril 2017-Albédo 38

Galileo Galilei le 7 Janvier 1610 à Padoue (Italie) Lunette D = 44 mm - G= 30 x

Petit historique 1610 : découverte du système Jovien par Galilée 1611 : Kepler crée le terme Satellite pour désigner les 4 planètes médicéennes de Galilée 1636 : découverte des Bandes équatoriales par le Jésuite Nicolas Zucchi 1664 : Hooke découvre la Grande Tache Rouge 1666 : Cassini avec la GTR met en évidence la période de rotation de Jupiter : 9h 55 min Pendant 164 ans : de 1714 à 1878 la GTR n’est plus vue !

L ’emploi Jupiter et de ses satellites au XVI ème et XVII Les Ephémérides des éclipses des 4 satellites servent d’horloge Galilée 1612 :résolution du problème de la détermination précise de la Longitude terrestre - pas convaincant pour l’emploi sur un navire en mer - 1ére carte de France aux dimensions réelles 1ére détermination de la vitesse de la lumière par le Danois Römer: [ Lors des éclipses le temps est décalé de 22 min de plus en B qu’en A  c = (2x150 M)/(22x60 )= 227300 Km/s ]

Jupiter et la mécanique céleste Distance moyenne au soleil = 778 M. km - 5,203 UA maxi= 816 M. km et mini = 740 M. km – e = 0,0485 Distance moyenne à la Terre = 630 M. km (4,2 UA) Inclinaison de l’orbite sur le plan de l’écliptique = 1,3 ° Période de Révolution autour du Soleil : 11 ans 10 mois et 15 j (11,862 ans)

JUPITER : la planète des superlatifs Diamètre équatorial =142984 km (la plus grosse des planètes !-11,2 x Terre) Diamètre polaire = 133704 km  aplatissement = 6,5% (# 10000 km) (la plus aplatie des planètes !) Inclinaison équateur /plan orbite= 3,12° Rotation= 9 h 55 min 27 sec (Rotation la + rapide des planètes !) Albédo de Bond:Jupiter = 0,34 (Terre =0,30) Masse = 318 fois M Terre (la plus massive des planètes !) Densité = 1,326 (Terre = 5,3) Gravité = 2,53 x G terrestre 67 satellites et 3 anneaux diffus

La constitution de Jupiter Jupiter émet 1,7 fois plus d’énergie qu’il n’en reçoit du Soleil Énergie gravitationnelle (Jupiter apparait comme un soleil raté) Formé de 86 % Hydrogène+ 13,6 % Hélium densité faible = 1,33 Température au centre # 30000 °C Noyau de fer et silicate –Taille de la Terre (R1 #7000 km) Enveloppe d’hydrogène ‘’métallique’’+ Hélium (R2 # 60000 km) Enveloppe d’hydrogène moléculaire+ Hélium (R3 #71000 km) Couche atmosphérique visible supérieure; épaisseur #300 km Présence des composés suivants: CH4 -NH3-H2O-CO-H2S--NH4SH- PH3 Il n’existe pas de sol ‘’solide’’ sur Jupiter !!!

La haute atmosphère de Jupiter (couche de quelques centaines de km) Sens de rotation Stratification en Bandes Sombres et Zones Blanches : il n’existe pas de saisons sur Jupiter (inclinaison faible de l’axe de rotation) La haute atmosphère de Jupiter est constituée de 3 couches de nuages situées à 70000 km de hauteur: - couche la plus basse vapeur d’eau (quelquefois visible) - couche intermédiaire (temp =0°C) : produits organiques sombres issus du méthane et composé NH4SH : Bande sombre de couleur marron - couche supérieure (temp= - 150°C) (100km au-dessus des bandes sombres)= particules de glace de NH3 : Zone blanche

Une météorologie démentielle Les modifications que l’on voit sur le disque Jovien sont uniquement des modifications météorologiques ayant lieu dans les Bandes et Zones. L’origine des ces modifications provient de mouvements de convection thermiques verticaux couplés avec une circulation zonale due à des courants jets très puissants (plus de 400 km/h dans les bandes équatoriales) Les courants jets entre Bandes équatoriales et Zones sont de sens contraire:  énormes forces de cisaillement créant des vortex (taches et WOS) - Les Bandes Sud et Nord sombres peuvent être recouvertes par moment de nuages blancs d’ammoniac  disparition de l’une ou l’autre !

La Grande Tache Rouge Nord -Zone Anticyclonique vue de dessus stable depuis 300 ans (?) (sorte de tempête jupitérienne-rotation en 6 h-antihoraire) Taille actuelle : 16000 km x 12000 km (1 ,3 fois la dim de la Terre) - Le sommet de la GTR est # 200 km au-dessus des Zones blanches - Centrée sur le parallèle 22 ° Sud -vColoration variable: du Jaune au Rouge vif (1881) - couleur due au Phosphore La taille et la couleur de la GTR sont variables au fil du temps Sud En 1881 (41000 km de large) Dessins de Cassini I D= 10,8 cm- F= 11 m

La magnétosphère Jovienne - Champ Magnétique Dipolaire incliné de 10° sur l’axe de rotation Intensité de 14 Gauss (Terre= 0,47 Gauss-30 fois celui de la Terre) (champ magnétique planétaire le + important ) Champ issu de courants électriques dans hydrogène Métallique et de la rotation de Jupiter : effet de dynamo autoentretenue (idem terre) Rmq : le satellite Io orbite dans la ceinture de radiations autour de Jupiter

Les 4 satellites de Galilée Il existe une ‘’résonance’’ mathématique entre les révolutions de 3 satellites : 1/t1 + 2/t3 = 3/t2

Io 3642 km-D=1,23 ‘’-mv=4,9 Europe 3130 km - d=1,06 ‘’- mv= 5,1 Révolution = 1 j 18 h  La ‘’Pizza surgelée’’ et un volcanisme à base de soufre Europe 3130 km - d=1,06 ‘’- mv= 5,1 Révolution = 3 j 13 h  un océan liquide sous la glace Ganymède 5268 km - D= 1,79 ‘’- mv= 4,4-Révolution = 7 j 4 h  roches silicatées et glace d’eau Callisto 4806 km- D= 1,64 ‘’-mv= 5,5 Révolution = 16 j 17 h  surface très cratérisée

Ombres-Eclipses et Occultations

L’ombre de Ganymède sur la GTR (Hubble- 21 Avril 2014)

Jupiter et ses anneaux (Sonde Voyager 1- 1979)  3 anneaux de poussières, très diffus (Gossamer) entre 92000 km et 280000 km

Remous dans l’atmosphère  Chutes de comètes Dessin Cassini I D = 10,8 cm (Objectif de Campani) Chute Comète Shoemaker-Lévi (Juillet 1994)

Jupiter et les Astronomes Amateurs Magnitude de mv = -1,3 à - 2,8 - Dim angulaire minimum= 30 ‘’ Oppositions tous les 398,86 j: dim angulaire : de 44’’ à 50,1’’ (variations de 10 %) La distance Terre - Jupiter varie entre 4 et 4,5 UA lors des différentes oppositions  Mais attention à la déclinaison !

Le passage de la GTR au Méridien  toutes les 10 h 56 min Ephémérides des positions des satellites 

Déplacement de la GTR en 2 heures de temps

Bandes sombres et Zones claires Pour repérer les structures dans les Bandes et les Zones, du fait des rotations différentielles on se sert de 2 systèmes de repérage à partir du Méridien Central: -Syst I :le + rapide entre-12°S et +12 ° N Bandes et Zone équatoriales T I = 9h 50 min 30 sec -Syst II : le + lent Au-dessus de +12° N et en dessous de 6 12° S haut et bas du disque TII = 9h 55 min 41 sec

Jupiter à l’oculaire - 1 Les teintes réelles sur Jupiter : - Bandes sombres = couleur marron plus ou moins foncée-Bande Eq Nord généralement plus sombre - Zones claires= couleur blanc-jaune - GTR = couleur jaune à orange-rouge Mais le contraste entre les différents éléments peut être plus ou moins marqué au fil des années

L’utilisation d’un filtre Bleu  Avec un filtre bleu les Bandes et la GTR sont plus contrastées donc plus visibles - Filtre coloré bleu 80a (transmission 30%) - Filtre coloré bleu clair 82a (transmission 73% )

Jupiter à l’oculaire - 2 Que voit-on sur le disque de Jupiter ? G # 100 x : Aplatissement du disque/Bandes Equat. / 2 STB/ GTR/Assombrissements Polaires G # 200 x (en +) : Nodosités dans bandes/Panaches/Spots Blancs (WOS)/ G # 300 x (en +) : Détails dans Bandes , Zones et régions polaires/ Détails dans GTR/Plumes et Festons/ mise en évidence rotation différentielle des bandes et de la GTR Mais évidemment grossissement et diamètre sont liés ! Dragesco  sur Jupiter : G opt = 1,2 à 1,5 x D Bertellot  Turbulence-Seeing s  G max = 225 /s

Jupiter à Reaumont Opposition 2010-Lunette 102 mm Disparition de la SEB en 2010 Opposition 2011-Dobson 300 mm Réactivation de la SEB fin 2011

Grossissements et Diamètres G= 100 x- D= 60 mm G= 250x –D= 102 mm G = 300 x-D= 419 mm G= 100 x- D= 115 mm G= 200x - D= 180 mm G # 461 x -D= 407 mm

Dessins Focas (1966) et Antoniadi (1927) (30 ans d’écart) Grande Lunette de Meudon D = 830 mm – F = 16,2 m G = 400 à 600 X ( Cf taille de la GTR et modification BE Sud)

Et maintenant parole aux Astrophotographes Jupiter- Célestron C 8- Photo J Bloede

FIN