Jupiter Géante gazeuse · Roi des planètes

Jupiter est la cinquième planète du système solaire et la plus grande, avec une masse 318 fois supérieure à celle de la Terre et 2,5 fois plus massive que toutes les autres planètes réunies. C'est une géante gazeuse : elle ne possède pas de surface solide bien définie, mais est composée principalement d'hydrogène (~90 %) et d'hélium (~10 %), avec des traces de méthane, ammoniaque, sulfure d'hydrogène et eau.

Jupiter émet 1,7 fois plus d'énergie qu'elle n'en reçoit du Soleil, grâce à la contraction gravitationnelle lente de sa masse et à la chaleur résiduelle de sa formation. Cette source d'énergie interne génère une convection atmosphérique intense, responsable des phénomènes météorologiques extrêmes observés.

En raison de sa rotation rapide (~10 h), Jupiter est la planète la plus aplatie du système solaire : son rayon équatorial (71 492 km) dépasse son rayon polaire (66 854 km) d'environ 7 %. Cette rotation rapide génère également un champ magnétique 20 000 fois plus intense que celui de la Terre, qui crée une magnétosphère s'étendant jusqu'à l'orbite de Saturne côté antisolaire.

L'atmosphère de Jupiter se caractérise par son organisation en bandes alternées sombres (ceintures) et claires (zones), parallèles à l'équateur, résultant de la circulation atmosphérique à grande échelle. Les ceintures (belts) sont des régions de descente de gaz, plus chaudes et moins nuageuses. Les zones sont des régions de montée de gaz, plus froides, avec des nuages d'ammoniaque élevés.

Sans surface solide définie, Jupiter est structurée en couches concentriques : une atmosphère externe d'environ 50 km d'épaisseur (nuages et gaz), une couche d'hydrogène gazeux s'étendant jusqu'à ~20 000 km de profondeur, puis une couche d'hydrogène métallique liquide où la pression (> 1–3 Mbar) contraint les électrons à se comporter comme dans un métal — ce qui génère le puissant champ magnétique jovien.

Les modèles les plus récents (contraints par les mesures de gravité de Juno) suggèrent l'existence d'un noyau dilué, partiellement liquide ou « flou », de masse 30–50 M⊕, constitué de roches, de glaces et de métaux. Contrairement aux anciens modèles prévoyant un noyau compact, le noyau de Jupiter aurait été érodé et mélangé à l'enveloppe au cours de son histoire.

La pression au centre de Jupiter atteint ~70 Mbar, la température ~20 000 K — plus chaude que la surface du Soleil. Dans ces conditions extrêmes, l'hydrogène métallique est un excellent conducteur, tournant à une vitesse différente de l'atmosphère externe et générant la dynamo magnétique jovienne.

Jupiter possède 95 lunes confirmées (2023), dont les quatre grandes découvertes par Galilée en 1610 — Io, Europe, Ganymède et Callisto — qui forment certains des corps les plus intéressants du système solaire. Leurs masses combinées représentent 99,997 % de la masse totale en orbite autour de Jupiter.

Jupiter joue un rôle fondamental dans l'architecture du système solaire. Par sa masse colossale, elle a empêché la formation d'une planète dans la ceinture principale d'astéroïdes (entre Mars et elle), perturbant gravitationnellement les planétésimaux de cette région.

Le modèle du Grand Tack propose que Jupiter s'est d'abord formée à ~3,5 UA, a migré vers l'intérieur jusqu'à ~1,5 UA (perturbant la ceinture d'astéroïdes interne), puis a été repoussée vers l'extérieur par Saturne jusqu'à sa position actuelle. Cette migration aurait livré les astéroïdes carbonés et l'eau vers la Terre primitive.

Jupiter agit également comme un bouclier gravitationnel partiel : elle capture ou dévie vers l'espace externe de nombreux corps venant du nuage de Oort. En 1994, la comète Shoemaker-Levy 9 s'est fragmentée et percutée Jupiter sur 6 jours dans un spectacle observable depuis la Terre. Cependant, des études récentes suggèrent que Jupiter envoie aussi vers la Terre certains objets qu'elle perturbe — son rôle protecteur est donc nuancé.