Le géant gazier Jupiter, qui a été nommé en l'honneur du roi des dieux au panthéon romain, a toujours été à la hauteur de son nom. En plus d'être la plus grande planète du système solaire - avec deux fois et demie la masse de toutes les autres planètes combinées - elle possède également un champ magnétique incroyablement puissant et les tempêtes les plus intenses de toute planète du système solaire.
De plus, elle abrite certaines des plus grandes lunes du système solaire (connues sous le nom de lunes de Galilée) et possède plus de lunes connues que toute autre planète. Et grâce à un récent sondage mené par Scott S. Sheppard de la Carnegie Institution of Science, douze autres lunes ont été découvertes. Cela porte à 79 le nombre total de lunes connues autour de Jupiter et pourrait fournir un nouvel aperçu de l'histoire du système solaire.
L'équipe était dirigée par Scott S. Sheppard et comprenait Dave Tholen (Université d'Hawaï) et Chad Trujillo (Northern Arizona University). C'est cette même équipe qui a suggéré pour la première fois l'existence d'une planète massive dans les confins extérieurs du système solaire (planète 9 ou planète X) en 2014, basée sur le comportement inhabituel de certaines populations d'objets trans-neptuniens extrêmes (eTNO).
Curieusement, c'est pendant que Sheppard et ses collègues chassaient cette planète insaisissable qu'ils ont repéré la première de ces nouvelles lunes en 2017. Comme Sheppard l'a expliqué dans un récent communiqué de presse de Carnegie:
«Jupiter se trouvait juste dans le ciel près des champs de recherche où nous recherchions des objets du système solaire extrêmement éloignés, nous avons donc pu par hasard rechercher de nouvelles lunes autour de Jupiter tout en recherchant des planètes en marge de notre solaire. Système."
Les premières découvertes ont été faites à l'aide du télescope Blanco de 4 mètres de l'Observatoire interaméricain Cerro Tololo (CTIO) au Chili. Ils ont ensuite été confirmés à l'aide de la caméra à énergie sombre (DECam), qui a été ajoutée au télescope Blanco comme passé du Dark Energy Survey. Des données supplémentaires ont été fournies par les télescopes Magellan de 6,5 mètres du Carnegie Observatories.
Les orbites des lunes nouvellement découvertes ont ensuite été calculées par Gareth Williams du Minor Planet Center (MPC) de l'Union astronomique internationale, sur la base des observations de l'équipe. "Il faut plusieurs observations pour confirmer qu'un objet tourne autour de Jupiter", a-t-il déclaré. "Donc, tout le processus a pris un an."
Comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessus, deux des lunes nouvellement découvertes (indiquées en bleu) font partie du groupe interne qui ont des orbites progrades (c'est-à-dire qu'elles orbitent dans la même direction que la rotation de la planète). Ils accomplissent une seule orbite en un peu moins d'un an et ont des distances orbitales et des angles d'inclinaison similaires. Ceci est une indication possible que ces lunes sont des fragments d'une plus grande lune qui a été brisée, probablement en raison d'une collision.
Neuf des nouvelles lunes (indiquées en rouge) font partie du groupe extérieur éloigné qui ont des orbites rétrogrades, ce qui signifie qu’elles orbitent dans la direction opposée à la rotation de Jupiter. Ces lunes prennent environ deux ans pour compléter une seule orbite de Jupiter et sont regroupées en trois groupes orbitaux qui ont des distances et une inclinaison similaires. En tant que tels, ils sont également considérés comme des restes de trois lunes plus grandes qui se sont séparées en raison de collisions passées.
L'équipe a observé une autre lune qui ne correspond à aucun des deux groupes et ne ressemble à aucune lune connue en orbite autour de Jupiter. Cette «lune bizarre» est plus éloignée et plus inclinée que les lunes progrades et met environ un an et demi pour orbiter autour de Jupiter, ce qui signifie que son orbite traverse les lunes rétrogrades externes. Pour cette raison, les collisions frontales sont beaucoup plus susceptibles de se produire avec les lunes rétrogrades, qui sont en orbite dans la direction opposée.
L'orbite de cette lune bizarre a également été confirmée par Bob Jacobson et Marina Brozovic au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en 2017. Cela a été motivé en partie pour s'assurer que la lune ne serait pas perdue avant d'arriver à l'emplacement prévu sur son orbite pendant la récupération. observations faites en 2018. Comme Sheppard l'a expliqué,
«Notre autre découverte est une vraie bizarrerie et a une orbite comme aucune autre lune jovienne connue. C'est aussi probablement la plus petite lune connue de Jupiter, ayant moins d'un kilomètre de diamètre… C'est une situation instable. Les collisions frontales se briseraient rapidement et réduiraient les objets en poussière. »
Ici aussi, l'équipe pense que cette lune pourrait être les restes d'une lune autrefois plus grande; dans ce cas, celui qui avait une orbite prograde qui a formé certaines des lunes rétrogrades lors de collisions passées. La lune bizarre a déjà un nom suggéré pour elle - Valetudo, après l'arrière-petite-fille de Jupiter, la déesse de la santé et de l'hygiène dans le panthéon romain.
En plus d’augmenter le nombre total de lune sur Jupiter, l’étude de ce qui a façonné les histoires orbitales de cette lune pourrait en apprendre beaucoup aux scientifiques sur la première période du système solaire. Par exemple, le fait que les plus petites lunes des divers groupes orbitaux de Jupiter (prograde, rétrograde) soient encore abondantes suggère que les collisions qui les ont créées se sont produites après l'ère de la formation des planètes.
Selon l'hypothèse nébulaire de la formation du système solaire, le soleil était encore entouré par un disque protoplanétaire rotatif à ce moment - c'est-à-dire le gaz et la poussière à partir desquels les planètes se sont formées. En raison de leur taille - 1 à 3 km - ces lunes auraient été davantage influencées par le gaz et la poussière environnants, ce qui aurait placé une traînée sur leurs orbites et les aurait fait tomber vers Jupiter.
Le fait que ces lunes existent toujours montre qu'elles se sont probablement formées après la dissipation de ces gaz et poussières. À cet égard, ces lunes ressemblent beaucoup à des capsules temporelles ou à des enregistrements géologiques, préservant des morceaux de l'histoire de la formation et de l'évolution de Jupiter (et des systèmes solaires).
Cette recherche a été partiellement financée par une subvention de la NASA pour l'astronomie planétaire et a été rendue possible grâce à l'assistance de plusieurs observatoires. Ceux-ci comprenaient le télescope Discovery Channel de 4 mètres au Lowell Observatory Arizona, le télescope Subaru de 8 mètres et le télescope de 2,2 mètres de l'Université d'Hawaï, et le télescope Gemini de 8 mètres à Hawaï.
