Io, satellite galiléen de Jupiter - Partie 1

Io est le premier satellite galiléen de Jupiter. Ce satellite a été découvert en 1610 par Galilée, au moyen de la première lunette astronomique de l'histoire. Sa proximité avec la géante gazeuse fait de ce petit astre un monde très tourmenté, un volcan sans cesse en ébullition, véritable soufrière du système solaire ...

Découverte et historique

Io est le satellite le plus proche de la planète Jupiter, le premier des satellites dits galiléens. C’est en effet Galilée qui, en Janvier 1610, grâce à la lunette de sa fabrication, observa pour la première fois Jupiter et ses quatre satellites les plus brillants (Io, Europe, Ganymède, et Callisto). Le nom de Io n’a pas été trouvé par Galilée, mais par Simon Marius, qui affirmait avoir observer ces satellites avant Galilée, en novembre 1609.

Parcourez notre gamme de posters sur Io :

Au fil des siècles, premières informations glanées depuis la Terre ...

Si la postérité a gardé l’honneur de la découverte à Galilée, elle a en revanche gardé le nom de Simon Marius comme étant celui qui nomma les satellites. Galilée avait en effet donné des noms rendant hommage à la famille des Médicis, alors que Marius avait leur avait donné des noms relatifs à la mythologie gréco-romaine, ce qui était plus classique.
Dans la mythologie grecque, Io est donc la maîtresse de Zeus, persécutée par son épouse, dont elle avait été la prêtresse.
Pendant longtemps, Io resta pour les observateurs un petit point lumineux difficile à étudier, du fait de sa proximité avec Jupiter. On réussit dans un premier temps à calculer sa période orbitale : 42 heures. On constata également qu’elle était proche de notre Lune, en comparaison de sa taille et de sa densité, de sa composition rocheuse et de son absence de glaces (malgré son importante distance qui la sépare du Soleil).

io nsur fond de nuages joviens

... Puis étude à proximité de Io par le biais de sondes spatiales.

Aujourd’hui on en sait bien plus sur Io et sur le système jovien en général grâce au lancement, en mars 1979, de la sonde Voyager1, suivie par Voyager2, et de la mission Galileo 15 ans plus tard. Voyager1 nous a apporté les premiers clichés détaillés de la surface de Io, qui est pleine de surprises. Io apparaissait alors comme un astre unique dans le système solaire : sur fond jaune ou orange, elle est en effet bariolée de cercles rouges, de longues courbes vertes ou brunes, de croissants bleus, de plaques blanches, le tout constellé de taches noires …

Io en quelques chiffres

Son orbite

Io est situé à 421 600 kilomètres de Jupiter, ce qui est très proche compte tenu de la grosseur de la planète (pour comparaison la Lune est distante de 384 000 kilomètres de la Terre). On sait aujourd’hui avec précision qu’elle tourne autour de Jupiter en 42 heures et 27 minutes à la vitesse de 62280 km/h ; son orbite est incliné de seulement 0.04° par rapport à l’équateur de Jupiter, ce qui est très peu. L’excentricité de l’orbite est de 0.004, elle est donc très peu elliptique et quasiment circulaire.

Taille et masse

Comparée à sa planète, Io semble très petite : Son diamètre est de 3680km, pour une masse de 8.93e22 kg. Elle est un peu plus massive que notre Lune, sa masse est de l’ordre de 1.21 (Lune = 1), et sa densité est de 3.55 (eau = 1).

Une surface constamment renouvelée

La persistance d'une très faible atmosphère

Io est trop petite et donc trop peu massive pour retenir les gaz à sa surface, l’atmosphère très ténue qui y subsiste s’échappe donc du satellite mais elle maintient sa présence grâce aux incessants apports volcaniques. Cette atmosphère est en effet irrégulière, composée de monoxyde et dioxyde de soufre, de soufre moléculaire, de traces de sodium et de chlore (parfois combinés en chlorure de sodium : du sel !). La pression atmosphérique qui en découle est 1 milliard de fois plus faible que celle de la Terre.

Un volcanisme frénétique

Lorsque la sonde Voyager1 prit des clichés de la surface du satellite, celui-ci révéla toute sa splendeur et tout son intérêt. Sur le limbe de la sphère se dessinaient, sur fond de ciel noir, huit panaches gazeux expulsés de la surface. Quelques mois tard, Voyager2 en découvrait deux supplémentaires. Io n’est donc pas un astre froid et mort comme la Lune mais un monde géologiquement très actif !
L’extraordinaire palette de couleurs du satellite trouve en fait son explication dans ce rythme géologique effréné. Les cercles rouges, les traînées vertes ou bleues, les zones brunes ou blanches sont en fait des coulées de lave ou des dépôts de givre. Le tout coloré par le soufre qui est évacué par les entrailles de l’astre … Les tâches noires sont des calderas, sortes de dépressions se formant au sommet des volcans après l’éruption.
Io est un laboratoire de la chimie du soufre. Le soufre possède en effet l’étonnante propriété de pouvoir changer de couleur selon sa température : à 113°c il est jaune, à 150°c il devient orange, à 180°c il vire au rouge, et enfin à partir de 250°c il passe au noir.

topographie

phases de io

details colores volcan

Quant aux panaches gazeux observés par les sondes Voyager, ce sont en fait des nuages d’oxyde de soufre, expulsés en geysers et pouvant atteindre une vitesse de 1km/s tout en montant à plusieurs centaines de kilomètres d’altitude. Cette puissante montée des jets de soufre est possible en raison de la faible gravité à la surface (1.79m/s²) (la vitesse de libération est de 2.6km/s), de la très faible atmosphère et de l’inexistence de vent. Les jets s’envolent donc très haut et retombent en pluie, de façon symétrique, en forme d’ombrelle. Les volcans d’où ont été expulsées ces colonnes de gaz reçurent les noms de Pelé (1000km de diamètre), Prométhée (250km de diamètre), Loki (210km de diamètre), Amirani (200km de diamètre), Masubi (150km de diamètre).

panaches volcans

panaches

Galileo a pris des clichés de la surface de Io la nuit, afin de se concentrer sur l’activité volcanique. Il est alors apparu que Io possédait les volcans les plus actifs de tout le système solaire et, étonnamment, ce sont les plus discrets qui sont les plus chauds. Ainsi, Loki irradie à lui tout seul 15% de la chaleur totale, ce qui est bien supérieur à la totalité des tous les volcans terrestres. Le deuxième point le plus chaud est situé sur le volcan Pillan, petit lui aussi. A l’inverse, Pelé, le plus grand volcan du satellite génère peu de chaleur.

points chads du globe vus la nuit

Presque 20 ans après l’expédition de Voyager1, la sonde Galileo est venue de nouveau rendre visite à Jupiter et ses lunes. Compte tenu de l’environnement chaotique qui règne dans le voisinage de Io, les différents survols ont tous connus des problèmes techniques plus ou moins sérieux : pannes de caméras, dérèglements des ordinateurs, altération des images récoltées, annulations de certaines observations prévues, etc … Cette mission a néanmoins exploré, entre 1995 et 2002, en s’approchant très près de Io (180 km), plus de 200 calderas de plus de 20km de diamètre, plus d’une centaine de volcans et de nombreux points chauds sur la petite surface du satellite. La sonde a notamment mis à jour une gigantesque coulée de lave de 30km de long et de 1.5km de hauteur. Le climat sur Io est donc très chaotique et sulfureux … Si l’enfer existe, il y a des chances pour qu’il se trouve là-bas !

epanchements de lave

>>> suite de l'article >>> Partager

Effectuer une recherche sur Astropolis.fr :