Le mouvement des satellites joviens et la recherche scientifique aujourd'hui

article de Fabrice Mottez
11 JANVIER 2003

Le satellite Io observé en rayonnement infrarouge, depuis un télescope de l’Observatoire Européen Austral. Le point brillant est l’éruption du volcan Loki.
Le satellite Io observé en rayonnement infrarouge, depuis un télescope de l’Observatoire Européen Austral. Le point brillant est l’éruption du volcan Loki.

F. Marchis

Dans les cinquante années qui suivirent les travaux de Sampson en 1921, peu de progrès eurent lieu dans la théorie du mouvement des satellites joviens. Les choses repartirent dans les années 1970 car l'avènement des ordinateurs permit à nouveau des progrès dans les calculs.

En 1973, la Terre se trouvait dans le plan des satellites joviens. Cette situation permet, pendant plusieurs mois, l'observation de phénomènes d'éclipses et d'occultations des satellites les uns par les autres (on parle de phénomènes mutuels). Ces phénomènes, assez brefs, faciles à observer en permettent une localisation extrêmement précise. Cela relança l'intérêt pour ces études. Les phénomènes mutuels sont observables tous les six ans. Depuis 1973, à chacune de ces périodes, une campagne d'observations est organisée.

Les campagnes effectuées dans les années 1980 ont permis des mesures précises des diamètres des satellites de Jupiter, dans le cadre de la préparation de la mission spatiale Galiléo. L'analyse des courbes de lumière lors des phénomènes mutuels a permis l'obtention d'indications sur la nature des sols des satellites. L'observation de ces courbes dans le domaine infrarouge permet le suivi de l'activité volcanique du satellite Io.

Actuellement, les prédictions des phénomènes mutuels ont une précision horaire de l'ordre de quelques dizaines de secondes. Compte tenu de la vitesse des satellites qui est de l'ordre de 10 km/s, cela veut dire qu'on est capable de prévoir leur position à quelques dizaines de kilomètres près (alors qu'ils nous sont éloignés de plusieurs centaines de millions de kilomètres). À ce niveau de précision, on n'étudie plus seulement les effets de la gravitation, mais aussi les phénomènes de dissipation de l'énergie gravitationnelle due à la déformation des satellites par les effets de marée.

Une estimation quantitative de cette dissipation peut apporter des contraintes importantes sur les modèles des intérieurs des satellites joviens. Cela pourra peut être aider à trancher la question de l'existence d'océans liquides dissimulés sous la surface glacée des satellites.

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