Jupiter est parfois appelé une « étoile ratée » pour une bonne raison. La géante gazeuse est la plus grande planète du système solaire de loin et est principalement composée d’hydrogène et d’hélium – tout comme le soleil. Mais malgré le fait qu’elle soit 318 fois plus grande que la Terre, Jupiter n’est pas assez massive pour que la gravité déclenche la fusion nucléaire, ce qui l’aurait élevée au rang d’étoile.
La cinquième planète en provenance du soleil a une atmosphère composée d’environ 90% d’hydrogène et d’environ 10% d’hélium, avec des traces d’autres gaz. Il s’agit notamment de vapeur d’eau, de méthane, de sulfure d’hydrogène, de néon, d’oxygène, de phosphine, de carbone, d’éthane, de soufre et de cristaux d’ammoniac, selon les analyses spectrales de la planète.
L’atmosphère n’est pas uniforme, les gaz étant empilés les uns sur les autres, formant de multiples couches s’étendant vers le bas, y compris une couche d’hydrogène supercritique (le point où les phases liquides et gazeuses distinctes n’existent pas).
Ces couches ne sont pas forcément liées aux fameuses rayures de Jupiter. Elles sont en fait le résultat de la combinaison d’une rotation rapide de la planète et de différences spectaculaires de température dans diverses régions. La Terre fait une rotation en 24 heures, alors que Jupiter fait une rotation en 9,5 heures environ. Cependant, la surface de la Terre à l’équateur tourne à environ 1000 miles par heure, alors que les nuages équatoriaux de Jupiter se déplacent à près de 28 000 miles par heure. L’équateur de Jupiter est également chauffé plus intensément qu’aux pôles. La physique responsable des rayures de Jupiter est en fait assez similaire à celle responsable des alizés près de l’équateur et des courants-jets près des pôles sur la Terre.
Mais contrairement à la Terre, Jupiter n’a pas de surface solide, donc un visiteur voyageant à travers l’atmosphère jovienne dans un vaisseau spatial le traverserait simplement comme un couteau dans la brume. Cependant, pour des raisons pratiques, les scientifiques considèrent la surface de Jupiter comme la ligne géodésique où la pression atmosphérique est égale à celle de la Terre au niveau de la mer – à cet endroit, la gravité est 2,5 fois plus puissante que sur Terre.
Cependant, cet hypothétique vaisseau spatial ne se retrouverait pas seulement de l’autre côté de la planète s’il continuait à filer en ligne droite – à un moment donné, il s’écraserait sur le noyau de Jupiter, dont la température est estimée à environ 35 000 degrés Celsius (63 000 degrés Fahrenheit).
Jupiter a-t-il un noyau solide ?
Les scientifiques ne savent toujours pas à quoi ressemble ce noyau car les nuages denses et tourbillonnants obstruent les observations. Mais il y a des raisons de croire que Jupiter a un centre rocheux dense enveloppé dans une couche d’hydrogène métallique (une phase de l’hydrogène dans laquelle il se comporte comme un conducteur électrique), avec une autre couche d’hydrogène moléculaire (H2 ordinaire, gaz dihydrogène) par-dessus.
La présence d’un noyau rocheux est également soutenue par des modèles de formation planétaire qui montrent qu’un noyau rocheux, ou à tout le moins glacé, aurait été nécessaire à un moment donné de l’histoire de la géante gazeuse.
Selon une étude de 1997, qui a effectué des mesures gravitationnelles, le noyau de Jupiter pourrait avoir une masse de 12 à 45 fois la masse de la planète Terre – soit 4% à 14% de la masse totale de Jupiter.
Une autre école de pensée concernant le noyau de Jupiter suggère que la géante gazeuse est dépourvue de noyau rocheux. Au lieu de cela, lorsque la planète s’est formée il y a des milliards d’années, une poche de gaz s’est simplement effondrée sur elle-même, créant un monde d’hydrogène-hélium plus ou moins pur.
Mais cette dernière hypothèse a depuis été dissipée par la mission Juno. Lancé en août 2011, l’engin spatial nommé d’après la femme de Jupiter dans la mythologie romaine a révélé de nombreux secrets sur Jupiter.
En mesurant comment la vitesse de l’engin était accélérée ou ralentie par le champ gravitationnel de la planète, les scientifiques ont pu déduire comment la masse est distribuée dans les profondeurs de Jupiter. Bien qu’il n’y ait aucun moyen de regarder à travers les nuages denses et tourbillonnants de Jupiter, cette méthode astucieuse a confirmé que Jupiter a bien un noyau, écrivent les scientifiques dans la revue Nature. Qui plus est, plutôt que d’être une boule compacte, l’analyse a montré que le noyau ressemble davantage à une sphère floue répartie sur près de la moitié du diamètre de Jupiter.
Les scientifiques ne savent pas vraiment pourquoi Jupiter a un noyau aussi atypique, mais quelle que soit l’explication, elle est révélatrice de la façon dont la planète s’est formée. Une explication possible est que le Jupiter primitif a été remué par l’impact avec un autre énorme corps proto-planétaire. Une autre explication serait que Jupiter a changé d’orbite et a ajouté plus de planétésimaux au début de son histoire.
Néanmoins, cette perspicacité a montré que nous ne savons toujours pas grand chose des planètes gazeuses géantes. En plus de bouleverser les hypothèses sur le noyau de Jupiter, la mission Juno a également montré que les étranges grappes de cyclones qui font rage autour des pôles nord et sud de la planète sont plus chaotiques qu’on ne le pensait. Autre surprise : le champ magnétique de Jupiter, qui s’est avéré deux fois plus puissant que ce que les scientifiques supposaient.
Alors que Juno poursuit sa mission d’exploration de Jupiter et de ses lunes, les scientifiques de la NASA espèrent découvrir de nouvelles choses étranges sur Jupiter.