Le mystère des anneaux de Jupiter

Ce n'est qu'en 1979, lors des survols des sondes Voyager, qu'ont été découverts les anneaux de Jupiter. Un million de fois moins denses que ceux de Saturne, ils sont en effet difficilement visibles depuis la Terre, d'autant plus que les particules micrométriques, de 15 micromètres de taille en moyenne, qui les composent diffusent la lumière dans la direction opposée. Il faut donc tenter de les détecter à contre-jour et dans le plan des anneaux, par la tranche.


L'anneau principal de Jupiter est assez large, de 6000 km de large environ. Il y a un espace vide dans l'anneau à l'endroit de l'orbite de la petite lune Métis, à une distance de 1,79 rayon de Jupiter (RJ) du centre de la planète. Une autre lune, appelée Adrastée, se trouve à 1,81 RJ. Deux autres anneaux, plus diffus, sont situés autour de deux lunes plus éloignées, Amalthée et Thébé. Les chercheurs avancent alors l'hypothèse que ces anneaux se sont formés à partir de poussières éjectées de la surface de ces lunes du fait des bombardements divers qu'elles subissent.

En 1996 et 1997, la mission Galileo réalise des images plus précises de la structure des anneaux diffus. Elle montre qu'ils sont verticalement épais (voir image #1) et confirme le lien de parenté entre petites lunes et anneaux. Les anneaux seront plus tard aussi imagés par la tranche par le télescope spatial Hubble et par le télescope Keck de 10m de diamètre situé à Hawaii. Grâce à sa très grande sensibilité, le télescope spatial James Webb a réalisé récemment une superbe image des anneaux de Jupiter en dehors du plan des anneaux avec l'instrument NIRCAM.


Les scientifiques cherchent à préciser comment se sont formés ces anneaux. La composition chimique des anneaux de Jupiter pourrait les y aider mais les quelques spectres réalisés par les sondes Galileo et Cassini sont trop bruités et la sensibilité des instruments au sol insuffisante. Un des objectifs de la mission Juice, lancée prochainement vers Jupiter est d'avoir une couverture plus complète de la brillance des anneaux en fonction de l'angle de vue pour préciser la distribution de taille des particules, d'obtenir des spectres de qualité suffisante. L'intérêt est d'y détecter les signatures éventuelles de leur composition chimique pour la comparer à celle des petites lunes supposées génitrices.

Une cartographie à trois dimensions du système sera donc réalisée à une résolution de 100 km/pixel, atteignant 1 km/pixel sur les structures de l'anneau principal. Des mesures in situ de flux de particules aux abords des anneaux et de leurs lunes seront aussi effectuées pour mieux comprendre les bombardements et leurs effets sur les surfaces et préciser le scénario de la formation et la dynamique des anneaux.