Les géantes gazeuses ont toujours été un mystère pour nous. En raison de leurs nuages ​​denses et tourbillonnants, il est impossible de bien regarder à l'intérieur d'eux et de déterminer leur véritable structure. Compte tenu de leur éloignement de la Terre, il est long et coûteux de leur envoyer des engins spatiaux, rendant les missions d'enquête rares et espacées. Et en raison de leur rayonnement intense et de leur forte gravité, toute mission qui tente de les étudier doit le faire avec soin.

Et encore, les scientifiques pensent depuis des décennies que cette géante gazeuse massive a un noyau solide. Ceci est cohérent avec nos théories actuelles sur la façon dont le système solaire et ses planètes se sont formés et ont migré vers leurs positions actuelles. Alors que ses couches externes de Jupiter sont principalement composées d'hydrogène et d'hélium, les augmentations de pression et de densité suggèrent que plus près du noyau, les choses deviennent solides.

Structure et composition :

Jupiter est composé principalement de matière gazeuse et liquide, avec une matière plus dense en dessous. Sa haute atmosphère est composée d'environ 88 à 92 % d'hydrogène et de 8 à 12 % d'hélium en pourcentage de volume de molécules de gaz, et env. 75 % d'hydrogène et 24 % d'hélium en masse, le pour cent restant étant constitué d'autres éléments.

L'atmosphère contient des traces de méthane, vapeur d'eau, ammoniac, et des composés à base de silicium ainsi que des traces de benzène et d'autres hydrocarbures. Il y a aussi des traces de carbone, éthane, sulfure d'hydrogène, néon, oxygène, phosphine, et le soufre. Des cristaux d'ammoniac gelé ont également été observés dans la couche la plus externe de l'atmosphère.

L'intérieur contient des matériaux plus denses, telle que la distribution est d'environ 71% d'hydrogène, 24% d'hélium et 5% d'autres éléments en masse. On pense que le noyau de Jupiter est un mélange dense d'éléments - une couche environnante d'hydrogène métallique liquide avec un peu d'hélium, et une couche externe majoritairement d'hydrogène moléculaire. Le noyau a également été décrit comme rocheux, mais cela reste également inconnu.

En 1997, l'existence du noyau a été suggérée par des mesures gravitationnelles, indiquant une masse de 12 à 45 fois la masse de la Terre, soit environ 4 % à 14 % de la masse totale de Jupiter. La présence d'un noyau est également étayée par des modèles de formation planétaire qui indiquent comment un noyau rocheux ou glacé aurait été nécessaire à un moment donné de l'histoire de la planète afin de collecter tout son hydrogène et son hélium de la nébuleuse protosolaire.

Cependant, il est possible que ce noyau ait depuis rétréci en raison de courants de convection chauds, liquide, l'hydrogène métallique se mélangeant avec le noyau fondu. Ce noyau peut même être absent maintenant, mais une analyse détaillée est nécessaire avant que cela puisse être confirmé. La mission Junon, lancé en août 2011 (voir ci-dessous), devrait fournir un aperçu de ces questions, et ainsi progresser sur le problème du noyau.

Formation et migration :

Nos théories actuelles concernant la formation du système solaire prétendent que les planètes se sont formées il y a environ 4,5 milliards d'années à partir d'une nébuleuse solaire (c'est-à-dire l'hypothèse nébulaire). En accord avec cette théorie, On pense que Jupiter s'est formé à la suite de la gravité rassemblant des nuages ​​​​de gaz et de poussière.

Jupiter a acquis la majeure partie de sa masse à partir de matériaux laissés par la formation du soleil, et s'est retrouvé avec plus de deux fois la masse combinée des autres planètes. En réalité, il a été supposé que Jupiter avait accumulé plus de masse, il serait devenu une deuxième étoile. Ceci est basé sur le fait que sa composition est similaire à celle du soleil - étant composé principalement d'hydrogène.

En outre, les modèles actuels de formation du système solaire indiquent également que Jupiter s'est formé plus loin de sa position actuelle. Dans ce qu'on appelle l'hypothèse de Grand Tack, Jupiter a migré vers le soleil et s'est installé dans sa position actuelle il y a environ 4 milliards d'années. Cette migration, Il a été soutenu, aurait pu entraîner la destruction des planètes antérieures de notre système solaire – qui pourraient inclure des super-Terres plus proches du soleil.

Exploration:

Bien que ce n'était pas le premier vaisseau spatial robotique à visiter Jupiter, ou le premier à l'étudier depuis l'orbite (ce qui a été fait par la sonde Galileo entre 1995 et 2003), la mission Juno a été conçue pour enquêter sur les mystères les plus profonds du géant jovien. Ceux-ci incluent l'intérieur de Jupiter, atmosphère, magnétosphère, champ gravitationnel, et déterminer l'histoire de la formation de la planète.

La mission a été lancée en août 2011 et a atteint l'orbite autour de Jupiter le 4 juillet, 2016. Alors que la sonde entrait dans son orbite elliptique polaire, après avoir terminé un allumage de 35 minutes du moteur principal, connu sous le nom d'insertion orbitale de Jupiter (ou JOI). Alors que la sonde s'approchait de Jupiter par le dessus de son pôle nord, on lui offrait une vue sur le système jovien, dont il a pris une photo finale avant de commencer JOI.

Depuis cette époque, le vaisseau spatial Juno a effectué des manœuvres périjove - où il passe entre la région polaire nord et le pôle sud - avec une période d'environ 53 jours. Il a terminé 5 périjoves depuis son arrivée en juin 2016, et il a prévu d'en mener 12 au total avant février 2018. À ce stade, sauf prolongation de mission, la sonde sera désorbitée et brûlée dans l'atmosphère extérieure de Jupiter.

Comme il fait ses passes restantes, Juno rassemblera plus d'informations sur la gravité de Jupiter, champs magnétiques, atmosphère, et composition. On espère que ces informations nous apprendront beaucoup sur la façon dont l'interaction entre l'intérieur de Jupiter, son atmosphère et sa magnétosphère pilotent l'évolution de la planète. Et bien sûr, on espère fournir des données concluantes sur la structure intérieure de la planète.

Jupiter a-t-il un noyau solide ? La réponse courte est, nous ne savons pas… encore. En vérité, il pourrait très bien avoir un noyau solide composé de fer et de quartz, qui est entouré d'une épaisse couche d'hydrogène métallique. It is also possible that interaction between this metallic hydrogen and the solid core caused the the planet to lose it some time ago.

À ce point, all we can do is hope that ongoing surveys and missions will yield more evidence. These are not only likely to help us refine our understanding of Jupiter's internal structure and its formation, but also refine our understanding of the history of the solar system and how it came to be.