Satellites galiléens

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Modèle:En-tête label

À gauche, on observe une partie de Jupiter et de sa Grande Tache rouge. Les lunes sont juxtaposées à sa droite.
Les quatre lunes galiléennes de Jupiter dans un montage permettant de comparer leur taille à celle de la planète. De haut en bas : Io, Europe, Ganymède et Callisto<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Les satellites galiléens, ou lunes galiléennes, sont les quatre plus grands satellites naturels de Jupiter. Par ordre d'éloignement à la planète, il s'agit de Io, Europe, Ganymède et Callisto<ref group="N">On peut se souvenir de cet ordre avec la phrase suivante : Il Est Gros Comme Jupiter</ref>. Ils sont observés pour la première fois par Galilée en Modèle:Date grâce à l'amélioration de sa lunette astronomique et leur découverte est publiée dans Modèle:Langue en Modèle:Date. Ils sont alors les premiers satellites naturels découverts en orbite autour d'une autre planète que la Terre, ceci remettant grandement en cause le modèle géocentrique défendu par de nombreux astronomes de l'époque et prouvant l'existence d'objets célestes invisibles à l'œil nu.

Ces satellites sont parmi les plus grands objets du Système solaire à l'exception du Soleil et des huit planètes, tous étant plus grands que les planètes naines. En particulier, Ganymède est la lune la plus grande et la plus massive du Système solaire, dépassant en taille la planète Mercure. Ce sont également les seules lunes de Jupiter suffisamment massives pour être sphériques. Par ailleurs, les trois lunes intérieures, Io, Europe et Ganymède, sont le seul exemple connu de résonance de Laplace dans le Système solaire : les trois corps sont en résonance orbitale 4:2:1.

Si Galilée les nomme initialement Modèle:Langue Modèle:En français en l'honneur de la maison de Médicis Modèle:Incise, les noms qui entrent dans la postérité sont ceux choisis par Simon Marius Modèle:Incise d'après une suggestion de Johannes Kepler. Ces dénominations correspondent à des personnages de la mythologie grecque, maîtresses et amants de Zeus (Jupiter dans la mythologie romaine), à savoir Io, une prêtresse d'Héra et fille d'Inachos ; Europe, fille d'Agénor ; Ganymède, échanson des dieux ; et Callisto, une nymphe d'Artémis.

Représentant la quasi-totalité (99,997 %) de la masse en orbite autour de Jupiter, elles restent les seules lunes connues de la planète pendant près de trois siècles, jusqu'à la découverte en 1892 de la cinquième plus grande, Amalthée, dont la taille est bien plus faible (Modèle:Unité) et la masse aussi (environ Modèle:Unité de milliards de tonnes, Modèle:Unité moins qu’Europe, le plus petit des satellites galiléens).

Description des lunes

Io

Modèle:Article détaillé

Cadrage sur la lune Io. Sa surface est jaune vers l'équateur et plus brune vers les pôles. Des taches rouges et des points noirs parsèment la surface.
Io par Galileo en 1999<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Io est la lune galiléenne ayant l'orbite la plus proche de Jupiter, possédant un demi-grand axe de Modèle:Unité et une période de révolution d'environ Modèle:Unité. Par ailleurs, elle est la quatrième plus grande lune du Système solaire, par son diamètre moyen de Modèle:Unité Modèle:Incise, la plus dense d'entre elles et l'objet astronomique connu contenant la plus faible quantité d'eau<ref name ="JovianFact">Modèle:Lien web.</ref>,<ref name ="SmallWorlds">Modèle:Lien web.</ref>,<ref name="DepthIo">Modèle:Lien web.</ref>.

Avec plus de Modèle:Unité actifs, Io est aussi l'objet le plus géologiquement actif du Système solaire<ref>Modèle:Article.</ref>,<ref name="NatGeoAndrews">Modèle:Lien web.</ref>,Modèle:Sfn. Cette activité géologique extrême est le résultat d'un réchauffement par effet de marée dû au frottement engendré à l'intérieur de la lune par ses interactions gravitationnelles avec Jupiter, conséquence de son orbite maintenue légèrement excentrique par sa résonance orbitale avec Europe et GanymèdeModèle:Sfn,<ref name="Schenk2001">Modèle:Article.</ref>. Ces volcans produisent des panaches de soufre et de dioxyde de soufre qui s'élèvent à plusieurs centaines de kilomètres au-dessus de la surface puis recouvrent les vastes plaines de la lune d'une couche givrée de matériaux, la peignent dans diverses nuances de couleurs<ref name="NatGeoAndrews" />. Les matériaux produits par ce volcanisme constituent d'une part l'atmosphère mince et inégale de Io, et produisent d'autre part un grand tore de plasma autour de Jupiter du fait de leur interaction avec la magnétosphère de la planète<ref name="McEwen 1998">Modèle:Article.</ref>,<ref>Modèle:Chapitre.</ref>,<ref>Modèle:Article.</ref>.

Cette surface est également parsemée de plus de Modèle:Unité qui sont soulevées par des phénomènes tectoniques à la base de la croûte de silicate<ref name="Schenk2001" />. Certains de ces sommets sont plus hauts que le mont Everest, malgré le fait que le rayon de Io soit Modèle:Unité plus petit que celui de la Terre et environ égal à celui de la LuneModèle:Sfn,<ref name="Schenk2001" />. Contrairement à la plupart des lunes du Système solaire externe, qui sont notamment composées de glace d'eau, Io est composée de roche de silicate entourant un noyau de fer fondu ou de pyrite<ref>Modèle:Lien web.</ref>,Modèle:Sfn,<ref>Modèle:Article.</ref>.

Europe

Modèle:Article détaillé

Cadrage sur Europe, la lune a une surface grise et brunâtre. Des lignes la parsèment, ainsi qu'un cratère entouré d'éjectas blancs.
Europe par Galileo en 1996<ref name="PIA01299">Modèle:Lien web.</ref>.

Europe est la seconde lune galiléenne par la distance avec Jupiter, possédant un demi-grand axe de Modèle:Unité, et la plus petite des quatre avec un diamètre de Modèle:Unité, ce qui fait d'elle la sixième plus grande lune du Système solaire, après la Lune<ref name="JovianFact" />,<ref name="SmallWorlds" />,<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Elle est principalement constituée de roche silicatée et d'une croûte de glace d'eau, ainsi que probablement d'un noyau de fer et de nickelModèle:Sfn. Elle possède une très mince atmosphère, composée principalement d'oxygène<ref>Modèle:Article.</ref>,<ref>Modèle:Article.</ref>. Sa surface présente notamment des stries glaciaires et des fissures appelées lineae mais peu de cratères d'impact, faisant qu'elle est comparée aux régions polaires terrestres<ref>Modèle:Lien web.</ref>,Modèle:Sfn.

Elle possède la surface la plus lisse de tous les objets célestes connus du Système solaire<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Cette surface jeune Modèle:Incise et sans relief associée à la présence d'un champ magnétique induit conduit à l'hypothèse que, malgré une température de surface maximale de Modèle:Conversion, elle posséderait un océan d'eau souterrain, d'une profondeur de l'ordre de Modèle:Unité, milieu favorable à une éventuelle vie extraterrestreModèle:Sfn. Le modèle prédominant suggère que le réchauffement par effet de marée dû à son orbite légèrement excentrique Modèle:Incise permet à l'océan de rester liquide et entraînerait un mouvement de glace similaire à la tectonique des plaques, la première activité de ce type constatée sur un autre objet que la Terre<ref>Modèle:Article.</ref>,Modèle:Sfn. Du sel observé sur certaines caractéristiques géologiques suggère que l'océan interagit avec la croûte, fournissant également une source d'indices pour déterminer si Europe pourrait être habitable<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

En outre, le télescope spatial Hubble détecte régulièrement l'émission de panaches de vapeur d'eau similaires à ceux observés sur Encelade, une lune de Saturne, qui seraient causés par des geysers en éruption<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Ganymède

Modèle:Article détaillé

Cadrage sur Ganymède. Sa surface est grise foncée, avec une grande tache noire au nord et une grande tache blanche vers le sud.
Ganymède par Juno en 2021<ref name="PIA01299" />.

Ganymède, la troisième lune galiléenne par la distance avec Jupiter avec un demi-grand axe de Modèle:Unité, est le plus grand et le plus massif satellite naturel du Système solaire, avec respectivement un diamètre moyen de Modèle:Unité Modèle:Incise et une masse de Modèle:Unité<ref name="JovianFact" />,<ref name="SmallWorlds" />,<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

C'est un corps totalement différencié, avec un noyau liquide riche en fer et une croûte de glace flottant sur un manteau de glace plus chaudModèle:Sfn. La glace de surface serait située sur un océan subglaciaire salé situé à Modèle:Unité de profondeur et qui pourrait contenir plus d'eau que tous les océans de la Terre réunis<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Deux grands types de terrains couvrent sa surface : environ un tiers de régions sombres, criblées de cratères d'impact et âgées de quatre milliards d'années ; et, pour les deux tiers restants, des régions plus claires, un peu plus jeunes et présentant de larges rainuresModèle:Sfn. La cause de cette perturbation géologique n'est pas bien connue, mais est probablement le résultat d'une activité tectonique provoquée par un réchauffement par effet de marée et d'une modification du volume de la lune au cours de son histoireModèle:Sfn. La lune possède de nombreux cratères d'impact mais beaucoup ont disparu ou sont à peine visibles car recouverts par la glace se formant au-dessus, alors appelés palimpseste<ref>Modèle:Article.</ref>,Modèle:Sfn.

C'est le seul satellite du Système solaire connu pour posséder une magnétosphère, probablement créée par effet dynamo avec une convection à l'intérieur du cœur ferreux liquide<ref name="Kivelson2002">Modèle:Article.</ref>. Sa faible magnétosphère est comprise à l'intérieur du champ magnétique beaucoup plus important de Jupiter et connectée à lui par des lignes de champ ouvertes. Le satellite possède une fine atmosphère contenant notamment du dioxygène (Modèle:Fchim)<ref>Modèle:Article.</ref>,<ref>Modèle:Article.</ref>.

Callisto

Modèle:Article détaillé

Cadrage sur Callisto. Elle a une surface noire très sombre, avec des taches très brillantes la parsemant.
Callisto par Galileo en 1997<ref name="PIA01299" />.

Callisto est la lune galiléenne la plus éloignée de Jupiter avec un demi-grand axe de Modèle:Unité ainsi que la deuxième par la taille avec un rayon moyen de Modèle:Unité Modèle:Incise<ref name="JovianFact" />,<ref name="SmallWorlds" />,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Parmi les lunes galiléennes, elle est la moins dense de toutes et la seule à ne pas être en résonance orbitaleModèle:Sfn. Elle est composée approximativement de roche et de glace à parts égales et, en raison de l'absence d'échauffement dû aux forces de marée, ne serait que partiellement différenciéeModèle:Sfn,<ref>Modèle:Article.</ref>. Callisto pourrait posséder un océan d'eau liquide à plus de Modèle:Unité sous la surface. Ce dernier serait susceptible d'accueillir la vie extraterrestre, bien que cela soit considéré comme moins probable que pour EuropeModèle:Sfn,<ref>Modèle:Article.</ref>,<ref>Modèle:Article.</ref>.

La surface de Callisto est très cratérisée Modèle:Incise, extrêmement vieille et ne montre pas de trace d'activité tectonique, présentant notamment un bassin de Modèle:Unité de large nommé Valhalla datant probablement de la formation de la croûte du satellite<ref name="Greeley2000" />,Modèle:Sfn. De plus, elle est moins affectée par la magnétosphère de Jupiter que les autres satellites internes car elle est plus éloignée de la planète, impliquant qu'elle ait été considérée comme le corps le plus adapté à l'installation d'une base humaine pour l'exploration du système jovien<ref>Modèle:Article.</ref>. La lune est entourée par une atmosphère très ténue composée notamment de dioxyde de carbone et probablement d'oxygène moléculaire, ainsi que par une ionosphère<ref>Modèle:Article.</ref>,<ref>Modèle:Article.</ref>.

Tableau de synthèse

Ce tableau est formé à partir des données fournies par la NASA dans son Jovian Satellite Fact Sheet<ref name ="JovianFact" />. La taille des images est à l'échelle respective des lunes.

Io
Jupiter I
Europe
Jupiter II
Ganymède
Jupiter III
Callisto
Jupiter IV
Photographie
(par Galileo)
Fichier:Io highest resolution true color.jpg Fichier:Europa-moon.jpg Fichier:Ganymede - Perijove 34 Composite.png Fichier:Callisto, moon of Jupiter, NASA.jpg
Modèle de l'intérieur Fichier:PIA01129 Interior of Io (cropped).jpg Fichier:PIA01130 Interior of Europa (cropped).jpg Fichier:PIA00519 Interior of Ganymede (cropped).jpg Fichier:PIA01478 Interior of Callisto (cropped).jpg
Rayon moyen
(km)
Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val
Masse
(kg)
Modèle:Sort Modèle:Sort Modèle:Sort Modèle:Sort
Densité
(g/cm3)
Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val
Demi-grand axe
(km)
Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val
Période orbitale
(jours terrestres)
Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val
Période orbitale
(relativement à Io)
Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val
Inclinaison de l'axe
(degrés)
Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val
Excentricité orbitale Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val Modèle:Val

Comparaisons

Structures

Les aperçus rapportés par les sondes ont révélé la diversité inattendue des satellites de Jupiter et Saturne. Au début des années 2000, bien que le rôle de certains paramètres fait consensus, cette Modèle:Citation alimente plusieurs théories. Plus encore que leurs caractéristiques géologiques individuelles, l'explication de la composition très différente de chaque lune reste un sujet de recherche dynamique<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>.

Radiations joviennes
Lune rem/jour<ref name="ringwald">Modèle:Lien web.</ref>
Io 3600
Europe 540
Ganymède 8
Callisto 0.01

L'observation des fluctuations des orbites des satellites galiléens indique que leur densité moyenne diminue avec la distance de JupiterModèle:Sfn. Callisto, la plus extérieure et la moins dense des quatre lunes, a ainsi une densité intermédiaire entre la glace et la roche alors que Io, la lune la plus intérieure et la plus dense, a une densité intermédiaire entre la roche et le fer. Aussi, Callisto montre une surface de glace très ancienne, fortement cratérisée et non altérée. Sa densité est également répartie, ce qui suggère qu'elle n'a pas de noyau rocheux ou métallique mais qu'elle est constituée d'un mélange homogène de roche et de glace. Cela pourrait être la structure originale de toutes les lunesModèle:Sfn,<ref name="TheMoons" />.

La rotation des trois lunes intérieures, en revanche, indique une différenciation de leurs intérieurs avec une matière plus dense au centre. Elles révèlent également une altération significative de la surface. Ganymède présente des traces d'une activité tectonique passée de la surface de la glace, avec notamment une fonte partielle des couches souterraines. Europe révèle un mouvement plus dynamique et plus récent, suggérant une croûte de glace plus mince et une mouvements analogue à une tectonique des plaques encore active. Enfin, Io, la lune la plus intérieure, présente une surface soufrée, un volcanisme actif et aucun signe de glaceModèle:Sfn,<ref name="TheMoons" />.

Tous ces éléments suggèrent que plus une lune est proche de Jupiter, plus son intérieur est chaud. Le modèle actuel est que les lunes subissent un réchauffement par effet de marée en raison du champ gravitationnel de Jupiter, en proportion inverse du carré de leur distance par rapport à la planète géante, à cause de leurs orbites non circulaires<ref name="TheMoons">Modèle:Lien web.</ref>. Dans tous les cas, sauf celui de Callisto qui n'est pas différenciée, cela aura fait fondre la glace intérieure et permis à la roche et au fer de s'enfoncer vers l'intérieur et à l'eau de couvrir la surface. Pour Ganymède, une croûte de glace épaisse et solide s'est alors formée. Dans Europe, plus chaude, une croûte plus mince et plus facile à briser s'est formée. Dans Io, le réchauffement est si extrême que toute la roche a fondu et que l'eau s'est évaporée, faisant de cette lune l'objet céleste contenant le moins d'eau du Système solaireModèle:Sfn.

Comparaison côte à côte des quatre lunes à différentes échelles sous forme de quadrillage.
Structures de surface des quatre lunes avec différents niveaux d'agrandissement.

Tailles

Les quatre satellites galiléens sont les plus grands satellites du système jovien : la Modèle:5e grande lune du système, Amalthée, a des dimensions de seulement Modèle:Unité, là où Europe Modèle:Incise a un rayon moyen plus de dix fois plus grand, de Modèle:Unité. Ce sont par ailleurs les seuls satellites de Jupiter suffisamment grands pour avoir une forme sphérique et non irrégulière<ref name="JovianFact" />. Les satellites galiléens représentent Modèle:Unité de la masse en orbite autour de Jupiter<ref name="JovianFact" />,<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>.

À titre de comparaison, Ganymède, le plus grand de tous les satellites naturels du Système solaire, est nettement plus grand que Mercure et mesure près de trois-quarts du diamètre de Mars. Dans tout le Système solaire, seuls Titan, Triton et la Lune ont des dimensions comparables aux lunes galiléennes<ref name="SmallWorlds" />.

Les principales lunes des planètes et de Pluton sont alignées côte à côte à l'échelle.
Les lunes galiléennes comparées aux autres plus grandes lunes du Système solaire. La Terre est représentée pour donner l'échelle.

Orbites

Les lunes galiléennes possèdent des orbites faiblement excentriques (moins de Modèle:Nb) et peu inclinées par rapport à l'équateur de Jupiter (moins de 0,74°). Io, la plus proche, est située à Modèle:Unité de Jupiter, soit un peu moins de six fois le rayon de la planète. Callisto, la plus éloignée, possède un demi-grand axe égal à Modèle:Unité, soit Modèle:Unité<ref name="JovianFact" />.

Les orbites de Io, Europe et Ganymède, les trois lunes les plus internes, présentent un type de résonance orbitale particulière, dite résonance de Laplace : leurs périodes orbitales sont dans un rapport 1:2:4, c'est-à-dire que Europe met deux fois plus de temps que Io à parcourir son orbite et Ganymède quatre fois plus<ref name="JovianFact" />,<ref>Modèle:Article.</ref>,<ref name="Yoder 1979">Modèle:Article.</ref>. Leurs phases orbitales sont également liées et empêchent une triple conjonction de se produire<ref name="QuadrupleTransit">Modèle:Lien web.</ref>. Plus précisément, la relation liant les longitudes des trois satellites est donnée par : <math>\lambda_{Io} - 3\cdot\lambda_{Eu} + 2\cdot\lambda_{Ga} = 180^o + L_{i}</math>, où <math>L_{i}</math> est la libration, les satellites n'étant pas exactement en résonance<ref name=":0" />.

Callisto, plus éloignée, n'est quant à elle pas en résonance avec les autres lunes<ref name="Musotto2002">Modèle:Article astronomique.</ref>. Par ailleurs, les autres satellites naturels de Jupiter ayant une masse bien plus faible et étant relativement éloignés des satellites galiléens, leur influence sur les orbites est négligeable<ref name=":0">Modèle:Article.</ref>.

Modèle:Multiple image

Formation

Diagramme circulaire avec les surface des lunes représentant la proportion de masse.
Masses relatives des lunes joviennes. Celles qui sont plus petites qu'Europe ne sont pas visibles à cette échelle.

Il est supposé que les satellites réguliers de Jupiter Modèle:Incise se sont formés à partir d'un disque circumstellaire, un anneau de gaz d'accrétion et de débris solides autour de Jupiter analogue à un disque protoplanétaire<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Cependant, il n'existe pas de consensus clair sur le mécanisme de formation des satellites<ref name="Slowly">Modèle:Lien web.</ref>,Modèle:Sfn.

Les simulations suggèrent que, bien que ce disque ait eu une masse relativement élevée à un moment donné, au fil du temps, une fraction substantielle (plusieurs dixièmes de pourcents) de la masse de Jupiter capturée dans la nébuleuse solaire y serait passée<ref name="Slowly" />. Cependant, un disque d'une masse de seulement 2 % de celle de Jupiter est suffisant pour expliquer la présence des satellites existants, et notamment l'existence des satellites galiléens qui constituent l'extrême majorité de la masse en orbite autour de Jupiter<ref>Modèle:Article.</ref>,<ref name="Canup2009">Modèle:Ouvrage.</ref>.

Ainsi, un premier modèle suggère qu'il y aurait eu plusieurs générations de satellites d'une masse comparable aux satellites galiléens dans les débuts de l'histoire de Jupiter<ref name="Canup2009" />,<ref name="Alibert2005">Modèle:Article.</ref>. Chaque génération de lunes aurait connu une rotation en spirale vers Jupiter, en raison de la traînée du disque, avant de se désintégrer une fois situées dans la limite de Roche de la planèteModèle:Sfn. De nouvelles lunes se seraient ensuite formées à partir d'autres débris capturés dans la nébuleuse. Au moment où la génération actuelle s'est formée, le disque était aminci au point de ne plus interférer fortement avec les orbites des lunes. Aussi, si les lunes sont toujours ralenties par une traînée, elles sont également protégées par la résonance de Laplace fixant les orbites de Io, Europe et GanymèdeModèle:Sfn.

Cependant, un modèle concurrent suggère que les lunes se seraient formées lentement à partir du disque protoplanétaire et qu'il n'y aurait pas eu de générations : les différences de Io totalement rocheuse à Callisto composée à moitié de glace et de roche seraient dues à cette lente formation, ainsi que la création de la résonance de Laplace<ref name="Slowly" />,<ref>Modèle:Article.</ref>.

Alors que les modèles antérieurs de la formation des satellites galiléens présupposent l'omniprésence de la glace dans leurs blocs de construction, une nouvelle étude propose en 2023 un scénario original où ces corps se seraient agglomérés à partir de solides initialement appauvris en eau. La glace d'Europe, Ganymède et Callisto proviendrait de la désydratation des phyllosilicates de matériaux chondritiques pauvres en glace libre<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Article.</ref>.

Observation

Jupiter apparait très brillante devant le fond noir. Les lunes apparaissent comme quatre petits points gris et flous.
Les lunes galiléennes vues par un télescope amateur. De gauche à droite : Ganymède, Europe, Io, Jupiter et Callisto.
Jupiter est reconnaissable avec ses bandes rouges. Les lunes sont distinguable et non floues mais apparaissent comme des points lumineux.
Jupiter et les lunes galiléennes observées avec un télescope 10" LX200.

Les quatre lunes galiléennes seraient suffisamment brillantes pour pouvoir être perçues à l'œil nu, si elles étaient plus éloignées de Jupiter. Ainsi, la principale difficulté pour les observer tient au fait qu'elles sont situées très près de la planète et donc noyées dans sa luminosité, qui est Modèle:Unité supérieure à la leur<ref name="Observations">Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Leur séparation angulaire maximale de Jupiter est comprise entre 2 et 10 minutes d'arc, proche de la limite de la vision humaine. Elles sont cependant distingables avec des jumelles de faible grossissement<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Cette difficulté d'observation à l'œil nu amène certains astronomes à remettre en cause la prétention que Gan De ait pu voir les lunes plus de deux millénaires avant l'invention des lunettes astronomiques et des télescopes<ref name="Clark Muir">Modèle:Article.</ref>. Cependant, dès le Modèle:Lien siècleModèle:Vérification siècle, Simon Newcomb avance qu'une conjonction de Ganymède et de Callisto à l'opposition pourrait permettre de surpasser l'éblouissement causé par Jupiter. Cela nécessiterait cependant une très bonne acuité visuelle, et les risques de faux positif sont trop élevés pour que cela puisse être confirmé de façon générale<ref name="Clark Muir" />.

Lorsque les lunes passent entre Jupiter et la Terre, un transit se produit<ref name="earthsky">Modèle:Lien web.</ref>. Les lunes, notamment Ganymède du fait de ses plus grandes dimensions, projettent également des ombres sur la planète, visibles avec un télescope. Des doubles transits Modèle:Incise se produisent une à deux fois par mois<ref name="earthsky" />. Un triple transit, comme celui observé par Hubble d'Europe, Callisto et Io le Modèle:Date-, n'arrive qu'une ou deux fois par décennie<ref name="Triple-Moon" />,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Du fait de la résonance orbitale des trois lunes galiléennes intérieures, il est cependant impossible d'observer un quadruple transit<ref name="QuadrupleTransit" />.

Lune Magnitude apparente
à l'opposition<ref name="PSPP">Modèle:Lien web.</ref>
Albédo géométrique<ref name="PSPP" /> Séparation maximale
à l'opposition<ref>Modèle:Lien web.</ref>
Io Modèle:Nb Modèle:Nb Modèle:Nobr
Europe Modèle:Nb Modèle:Nb Modèle:Nobr
Ganymède Modèle:Nb Modèle:Nb Modèle:Nobr
Callisto Modèle:Nb Modèle:Nb Modèle:Nobr

Histoire des observations

Découverte

Peinture représentant Galilée avec une grande barbe blanche.
Galilée.
Feuille blanche avec des notes manuscrites à l'encre noire. On observe notamment quelques schémas des lunes en bas de page.
Brouillon d'une lettre de Galilée Galilée à Leonardo Donato, Doge de Venise. La partie inférieure de la feuille montre l'utilisation de sa lunette : alors qu'il regarde le ciel en Modèle:Date-, il note ses premières observations de Jupiter et de ses lunes, en voyant parfois trois et parfois quatre.

Grâce à des améliorations réalisées par Galilée à sa lunette astronomique, atteignant alors un grossissement de 20, il parvient à observer des objets célestes plus distinctement que ce qui était auparavant possible, voire en observer de nouveaux comme les satellites galiléens<ref name="Telescope17">Modèle:Article.</ref>.

Le Modèle:Date-, Galilée écrit une lettre mentionnant l'observation à l'Université de Padoue de trois étoiles fixes près de Jupiter avec sa lunette astronomique<ref name="IoAfter">Modèle:Chapitre.</ref>,<ref name="Sidereus Nuncius">Modèle:Ouvrage.</ref>. Il n'en observe alors que trois : il ne parvient ainsi pas à distinguer Io et Europe en raison de la faible puissance de sa lunette et les deux astres sont donc enregistrés comme un seul point de lumière. Le lendemain, il les voit pour la première fois comme des corps séparés : le Modèle:Date- est donc considéré comme la date de découverte d'Europe et de Io par l'IAU<ref name="Sidereus Nuncius" />,<ref name="Discoverers" />. Il continue ses observations régulièrement jusqu'en Modèle:Date-, date à laquelle il publie à Venise Modèle:Langue (« le Messager stellaire ») dans lequel il conclut que ces corps ne sont pas des étoiles fixes mais bien des objets célestes orbitant autour de Jupiter<ref name="IoAfter" />,<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Il s'agit des premiers satellites naturels découverts en orbite autour d'une autre planète que la Terre<ref name="DepthIo" />. Ces astres, également les premiers découverts à l'aide d'un instrument et non à l'œil nu, démontrent que la lunette astronomique puis les télescopes ont un intérêt réel pour les astronomes en leur permettant d'observer de nouveaux objets célestes<ref name="410 Years Ago">Modèle:Lien web.</ref>. Par ailleurs, la découverte d'objets orbitant autour d'une autre planète que la Terre fournit une très importante preuve infirmant le géocentrismeModèle:Sfn,<ref name="TheMoons" />. Si Sidereus nuncius ne mentionne pas explicitement le modèle héliocentrique promu par Nicolas Copernic, il semble que Galilée aurait été un partisan de cette théorieModèle:Sfn,<ref name="Sidereus Nuncius" />.

Xi Zezong, historien de l'astronomie, défend que l'astronome chinois Gan De aurait observé une Modèle:Citation près de Jupiter en Modèle:An av. J.-C., ce qui aurait pu être Ganymède<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref name="Gan De">Modèle:Article astronomique.</ref>. Des astronomes défendent en effet que les lunes galiléennes peuvent être distinguées à l'œil nu, lors de leur élongation maximale et dans des conditions d'observation exceptionnelles<ref name="Clark Muir" />. Si cela était confirmé, cela pourrait précéder la découverte de Galilée de près de deux millénaires<ref name="Galileo2000">Modèle:Article.</ref>,<ref name="Gan De" />. Cependant, cela est rejeté par certains astronomes car les lunes galiléennes sont trop noyées dans l'éclat de Jupiter pour être observables à l'œil nu, qui plus est lorsque l'on ignore leur existence<ref name="Observations" />,<ref name="Clark Muir" />.

En 1614, dans son Modèle:Lang (Le monde jovien découvert en 1609 grâce au télescope belge), l'astronome allemand Simon Marius prétend avoir découvert ces objets fin 1609, quelques semaines avant Galilée<ref name="IoAfter" />,<ref name="Mundus Jovialis" />. Ce dernier émet un doute sur cette affirmation en 1623 et rejette le travail de Marius comme du plagiat, accusations auxquelles celui-ci ne peut répondre car il meurt peu après<ref name="GaliloProjectMarius">Modèle:Lien web.</ref>,<ref name="Barton1964">Modèle:Article.</ref>. Finalement, la paternité de la découverte des satellites est attribuée à celui qui a publié en premier son travail, expliquant que Galilée soit le seul crédité<ref name="IoAfter" />,<ref name="Discoverers">Modèle:Lien web.</ref>. Cependant, si la réputation de Marius est entachée par ces accusations de plagiat, des astronomes comme Oudemans estiment qu'il avait tout à fait les capacités de faire cette découverte de son côté simultanément<ref name="Barton1964" />. Par ailleurs, Simon Marius est le premier à publier des tables astronomiques des mouvements des satellites, en 1614<ref name="GaliloProjectMarius" />,<ref name="Marius1614" />.

Appellations

Feuille de livre avec du texte en latin en caractères d'imprimerie. Des schémas sont retranscrits, montrant l'évolution des orbites des lunes.
Dessins de l'évolution de la position des lunes, alors appelées Modèle:Langue, dans Modèle:Langue (1610).

Galilée ayant été de 1605 à 1608 le précepteur de Modèle:Souverain2 Modèle:Incise, il cherche à utiliser cette découverte pour gagner ses faveurs et à ce qu'il devienne son mécène<ref name="Campion ">Modèle:Lien web.</ref>. Ainsi, peu après sa découverte, il écrit au secrétaire du Grand-duc<ref group="N">Modèle:Citation étrangère - Galilée, 1610 (traduit par Albert Van Helden).</ref>,<ref name="Sidereus Nuncius" /> : Modèle:Citation bloc Il demande par ailleurs si les astres doivent être nommés les Modèle:Lang Modèle:En français d'après Cosme seul, ou les Medicea Sidera Modèle:En français, ce qui honnorerait les quatre frères de la maison de Médicis (Cosme, Francesco, Carlo et Lorenzo). Le secrétaire, d'après l'avis de Cosme II, répond que la seconde proposition est la meilleure<ref name="Sidereus Nuncius" />,<ref name="Campion " />,<ref name="TheMoons" />.

Le Modèle:Date-, il envoie au Grand-duc la lunette qu'il a utilisée pour observer pour la première fois les lunes de Jupiter avec un exemplaire de son Modèle:Langue où, suivant l'avis du secrétaire, il nomme les quatre lunes Medicea Sidera<ref name="Sidereus Nuncius" />,Modèle:Sfn. En introduction de cette publication, il écrit par ailleurs<ref group="N">Modèle:Citation étrangère - Galilée, 1610 (traduit par Albert Van Helden).</ref>,<ref name="Sidereus Nuncius" /> : Modèle:Citation bloc

Gravure représentant Simon Marius, avec une grande barbe et écrivant. Il est entouré d'un système de lunes faisant référence aux lunes galiléennes.
Simon Marius.

Parmi les autres noms proposés, on retrouve Principharus, Victipharus, Cosmipharus et Ferdinandipharus, en l'honneur des quatre frères Médicis, noms que Giovanni Hodierna, disciple de Galilée et auteur des premières éphémérides (Medicaeorum Ephemerides, 1656), utilise<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>. Johannes Hevelius les appelle Circulatores Jovis ou Jovis Comites, et Jacques Ozanam Gardes ou Satellites (du latin satelles, satellitis : Modèle:Citation)<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>. Nicolas-Claude Fabri de Peiresc, quant à lui, leur donne les noms suivants par ordre d'éloignement à Jupiter : Cosme le Jeune, Cosme l'Ancien, Marie et Catherine<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Cependant, bien que Simon Marius ne soit pas crédité pour la découverte des satellites galiléens, c'est les noms qu'il leur a donnés qui restent dans la postérité<ref name="IoAfter" />,<ref name="Marius">Modèle:Article.</ref>. Dans sa publication de 1614, Modèle:Langue, il propose plusieurs noms alternatifs pour la lune la plus proche de Jupiter comme Modèle:Citation et Modèle:Citation et fait de même pour les suivantes<ref name="GaliloProjectMarius" />,<ref name="Marius1614">Modèle:Lien web.</ref>. À partir d'une suggestion de Johannes Kepler en Modèle:Date-, il conçoit également un schéma de dénomination selon lequel chaque lune est nommée d'après une maîtresse ou un amant du dieu grec Zeus (son équivalent romain étant Jupiter)<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref name="Barton1964" />. Par ordre d'éloignement à la planète, il les nomme donc Io, Europe, Ganymède et Callisto, écrivant<ref group="N">Modèle:Citation étrangère - Simon Marius, 1614 (traduit par George Hall Hamilton).</ref>,<ref name="Mundus Jovialis">Modèle:Article.</ref> : Modèle:Citation blocGalilée refuse d'utiliser les noms proposés par Marius et invente par conséquent le système de numérotation permanente qui est encore utilisé de nos jours, en parallèle avec les noms propres<ref name="TheMoons" />. La numérotation commence par la lune la plus proche de Jupiter : I pour Io, II pour Europe, III pour Ganymède et IV pour Callisto. Galilée utilise ce système dans ses cahiers de notes<ref name="Marius" />. Une raison avancée pour la non adoption des noms propres proposés par Galilée est que les astronomes anglais et français, qui n'avaient pas la même relation vis-à-vis de la famille de Médicis, estimaient que les lunes appartenaient plus à Jupiter qu'à des princes vivants<ref name="Barton1964" />.

Les noms donnés par Simon Marius ne commencent à être largement utilisés que des siècles plus tard, au Modèle:Lien siècleModèle:Vérification siècle<ref name="IoAfter" />,<ref name="Barton1964" />. Dans une grande partie de la littérature astronomique antérieure, les lunes étaient généralement désignées par leur désignation numérique romaine, avec par exemple Io comme Modèle:Citation ou comme Modèle:Citation<ref name ="Barnard1891">Modèle:Article.</ref>,<ref name="Barnard ">Modèle:Article.</ref>. Ceci qui perd en popularité après la découverte de satellites ayant des orbites plus intérieures, comme Amalthée en 1892, puis de nombreux nouveaux satellites de Jupiter au début du Modèle:S mini- siècleModèle:Vérification siècleModèle:Sfn,<ref name="Barton1964" />.

Détermination de la longitude

Un grand instrument en laiton avec deux disques reliés par une tige.
Un jovilabe au Musée Galilée<ref name="Multimedia Catalogue">Modèle:Lien web.</ref>.

Galilée met au point vers 1612 une méthode de détermination de la longitude reposant sur la synchronisation des orbites des lunes galiléennes avec des éphémérides<ref name=":0" />,<ref name="O'Connor ">Modèle:Lien web.</ref>. Ainsi, les heures des éclipses des lunes Modèle:Incise peuvent être calculées avec précision à l'avance et comparées aux observations locales sur terre ou sur bateau pour déterminer l'heure locale et donc la longitude<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>.

La méthode nécessite un télescope car les lunes ne sont pas visibles à l'œil nu. Cependant, le principal problème de cette technique est qu'il est difficile d'observer les lunes galiléennes à l'aide d'un télescope sur un navire en mouvement, problème que Galilée essaie de résoudre avec l'invention du celatone, un dispositif en forme de casque avec un télescope monté<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Pour permettre la détermination du temps à partir des positions des lunes observées, un appareil appelé jovilabe est proposé : il s'agit d'un calculateur analogique qui donne le jour et l'heure à partir des positions observées des lunes et qui tire son nom de ses similitudes avec un astrolabe<ref name="Multimedia Catalogue" />,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Les problèmes pratiques restent grands et cette méthode n'est finalement jamais utilisée en mer<ref name="Telescope17" />,<ref name="O'Connor " />.

À l'inverse, sur terre, cette méthode s'avère utile et précise<ref name="Greenwich">Modèle:Ouvrage.</ref>. Un des premiers exemples est la mesure de la longitude du site de l'ancien observatoire de Tycho Brahe sur l'île de Hven, grâce à des tables des éclipses publiées en 1668 par Jean-Dominique Cassini<ref name=":0" />,<ref name="Greenwich" />. Ainsi, ce dernier faisant des observations à Paris et Jean Picard sur Hven en 1671 et 1672, ils parviennent à obtenir une valeur de Modèle:Unité Modèle:Unité à l'est de Paris, correspondant à Modèle:Angle, soit environ Modèle:Unité (1/5°) de plus que la valeur exacte<ref>Modèle:Article.</ref>. Par ailleurs, cette méthode est utilisée par les deux mêmes astronomes pour cartographier la France<ref name="Greenwich" />.

En 1690 des tables plus précises des éclipses de Io sont publiées dans Connaissance des temps<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>, la précision des éphémérides étant progressivement améliorée lors du siècle suivant, notamment par Giacomo Filippo Maraldi, James Bradley et Pehr Wilhelm Wargentin<ref name=":0" />.

Observations ultérieures au télescope

Dessin de Io devant un rond noir représentant Jupiter. Io est montrée comme grisée avec un bandeau équatorial blanc.
Dessin de Io par Edward E. Barnard lors de son transit devant Jupiter en 1893. Il note clairement les zones polaires plus foncées<ref name="IoAfter" />.

Pendant les deux siècles et demi suivants, les satellites demeurent des points lumineux non résolus d'une magnitude apparente d'environ 5 à l'opposition dans les télescopes des astronomes<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Au cours du Modèle:S mini- siècleModèle:Vérification siècle, les satellites galiléens servent à valider la troisième loi de Kepler sur le mouvement des planètes ou encore déterminer le temps nécessaire à la lumière pour voyager entre Jupiter et la Terre<ref name="IoAfter" />. Grâce aux éphémérides produits par Jean-Dominique Cassini, Pierre-Simon de Laplace crée une théorie mathématique pour expliquer la résonance orbitale de Io, Europe et Ganymède, ce qui aboutit à une amélioration des prédictions des orbites des lunes<ref name=":0" />,<ref name="IoAfter" />. Cette résonance s'est avérée plus tard avoir un effet profond sur les géologies des trois lunes<ref name="Yoder 1979" />,<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Les progrès des télescopes à la fin du Modèle:S mini- siècleModèle:Vérification siècle permettent aux astronomes de résoudre les grandes caractéristiques de la surface de Io, notamment<ref name="IoAfter" />. Dans les années 1890, Edward E. Barnard est le premier à observer des variations de la luminosité de Io entre ses régions équatoriales et polaires, en déduisant correctement qu'elles sont dues à des différences de couleur et d'albédo entre ces deux régions, et non pas à une hypothétique forme d'œuf du satellite, comme cela était proposé par William Pickering, ou bien deux objets distincts, comme initialement pensé par Barnard lui-même<ref name="Barnard " />,<ref name ="Barnard1891" />,<ref name="Dobbins">Modèle:Article astronomique.</ref>.

Deux images juxtaposées avec Jupiter en fond. Sur Jupiter et devant la planète on observe des ombres et les formes des lunes.
Photos d'Hubble d'un triple transit devant Jupiter par Europe, Callisto et Io le Modèle:Date-<ref name="Triple-Moon">Modèle:Lien web.</ref>.

Les observations télescopiques du milieu du Modèle:S mini- siècleModèle:Vérification siècle permettent d'obtenir des informations sur les lunes. Par exemple, les observations spectroscopiques suggèrent que la surface de Io est vierge de glace d'eau, une substance pourtant trouvée en grande quantité sur les autres satellites galiléens<ref name="Lee19722">Modèle:Article astronomique.</ref>.

À partir des années 1970, la majorité des informations sur les lunes lune sont obtenues grâce à l'exploration spatiale. Cependant, à la suite de la destruction planifiée de Galileo dans l'atmosphère de Jupiter en Modèle:Date-, de nouvelles observations viennent de télescopes terrestres. En particulier, l'imagerie par optique adaptative du télescope Keck à Hawaï et l'imagerie du télescope spatial Hubble permettent de surveiller les lunes, même sans engin spatial dans le système jovien<ref>Modèle:Article.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Exploration spatiale

Modèle:Article détaillé

Missions passées

Programme Pioneer

Modèle:Article détaillé

Quadrillage d'images montrant une photo de chaque lune en basse résolution retraitée de différentes façons.
Meilleures images prises par Pioneer 10 et Pioneer 11<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

L'exploration spatiale de lunes galiéennes débute par les survol des sondes spatiales de la NASA Pioneer 10 et Pioneer 11, en 1973 et 1974 respectivement<ref name="PioneerChap52">Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Les deux sondes passent à faible distance de Jupiter et de plusieurs de ses lunes en effectuant les premières photos détaillées de ces corps célestes, celles-ci restant cependant de faible résolution<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Elles apportent des données scientifiques permettant l'étude des lunes avec, par exemple, pour Io un meilleur calcul de sa densité et la découverte d'une mince atmosphère<ref name="PioneerChap52" /> ou pour Ganymède une détermination plus précise de ses caractéristiques physiques et des premières images de ses éléments de la surface<ref name="chap6">Modèle:Ouvrage.</ref>.

Programme Voyager

Modèle:Article détaillé

Le fond de l'image est occupé par Jupiter. Deux sphères sont devant la planète, une orangée (Io) vers la gauche et une grisâtre (Europe) vers le centre.
Io à gauche et Europe à droite, prises en 1979 par Voyager 1<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Le système jovien est à nouveau survolé en 1979 par les sondes jumelles Modèle:Nobr et Modèle:Nobr, leur système d'imagerie plus avancé permettant d'obtenir des images beaucoup plus détaillées<ref name="VoyagerDesc2">Modèle:Lien web.</ref>,<ref name="Voyager Mission">Modèle:Lien web.</ref>,<ref name="Smith19792">Modèle:Article astronomique.</ref>.

Les nombreux instruments emportés par ces sondes spatiales, combinés aux Modèle:Unité réalisées, permettent d'effectuer une étude approfondie des lunes galiléennes et mènent notamment à la découverte du volcanisme sur Io, les premiers volcans actifs découverts sur un autre corps du Système solaire que la Terre<ref name="Morabito19792">Modèle:Article astronomique.</ref>,<ref name="Strom19792">Modèle:Article astronomique.</ref>. Dans le sillage de Io, un tore de plasma jouant un rôle important dans la magnétosphère de Jupiter est détecté<ref name="Soderblom19802">Modèle:Article astronomique.</ref>,<ref name="Pearl19792">Modèle:Article astronomique.</ref>,<ref name="Broadfoot19792">Modèle:Article astronomique.</ref>.

Elles fournissent des images plus détaillées de la surface jeune et glacée d'Europe, laissant suspecter une activité tectonique en cours. Ces images amènent également de nombreux scientifiques à spéculer sur la possibilité d'un océan liquide souterrain<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Elles apportent des précisions sur la taille de Ganymède, révélant qu'elle est en fait supérieur à celle de Titan ce qui permet de la reclasser comme plus gros satellite naturel du Système solaire<ref name="Voyager">Modèle:Lien web.</ref>. Plus de la moitié de la surface de Callisto est photographiée à une résolution de Modèle:Unité avec des mesures précises de sa température, sa masse et sa forme<ref name="Moore2004">Modèle:Ouvrage.</ref>.

Galileo

Modèle:Article détaillé

La lune apparaît orangée. On observe le cercle entourant le volcan Pélé. Cependant un point sombre est apparu sur le cercle et il n'est donc plus complet.
Image de Io par Galileo en fausses couleurs montrant une tache sombre dans l'anneau rouge entourant le volcan Pélé produite par une éruption majeure à Pillan Patera en 1997<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

La sonde spatiale Galileo arrive dans le système jovien en Modèle:Date- après un trajet de six ans depuis la Terre pour suivre les découvertes des deux sondes Voyager et les observations au sol prises dans les années intermédiaires<ref name="GalileoDepth">Modèle:Lien web.</ref>.

Des résultats significatifs sont réalisés pour Io, avec l'identification de son large noyau ferreux similaire à celui trouvé dans les planètes telluriques du Système solaire interne<ref>Modèle:Article astronomique.</ref> et l'étude de ses éruptions régulières montrant une surface évoluant à mesure des survols<ref name="McEwen 1998" />,<ref>Modèle:Chapitre.</ref>. De nombreux survols rapprochés d'Europe sont réalisés lors des Modèle:Citation et Modèle:Citation, ayant pour objectif l'étude chimique d'Europe jusqu'à la recherche de vie extraterrestre dans son océan subglaciaire<ref name="EuropaLife">Modèle:Lien web.</ref>,<ref name="GalileoDepth" />. Le champ magnétique de Ganymède est découvert en 1996 et son océan subglaciaire en 2001<ref name="Magnetic Field Discovery">Modèle:Lien web.</ref>,<ref name="Kivelson2002" />. La sonde conclut finalement le travail de photographie de l'ensemble de la surface de Callisto et prend des photos avec une résolution pouvant atteindre Modèle:Unité<ref name="Greeley2000">Modèle:Article.</ref>.

La mission Galileo est prolongée à deux reprises, en 1997 et 2000, et dure huit ans au total<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Lorsque la mission Galileo prend fin, la NASA dirige la sonde vers Jupiter pour qu'elle y réalise une destruction contrôlée le 21 septembre 2003. Ceci est une précaution pour éviter que la sonde, a priori non stérile, ne vienne heurter par le futur Europe et ne la contamine avec des microorganismes terrestres<ref>Modèle:Article.</ref>.

Jupiter occupe la partie gauche et basse de l'image, apparaissant grisâtre. Europe, au centre de l'image, apparaît en croissant.
Lever d'Europe au-dessus de Jupiter par New Horizons<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

New Horizons

Modèle:Article détaillé La sonde spatiale New Horizons, en route pour Pluton et la ceinture de Kuiper, survole le système jovien le Modèle:Date- pour une manœuvre d'assistance gravitationnelle<ref name="NewHorizonsSD">Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Les caméras de New Horizons photographient les éruptions des volcans de Io et plus généralement effectuent des prises de vue détaillées des lunes galiléennes<ref name="Spencer2007">Modèle:Article.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Ces photos permettent de réaliser des cartes topographiques d'Europe et de Ganymède<ref name="NewHorizonsSD" />,<ref>Modèle:Article.</ref>.

Juno

Modèle:Article détaillé

En haut à droite, on observe Jupiter orangée. Les deux lunes sont visibles devant le fond noir restant comme des croissants.
Europe (gauche) et Io (droite) vues par Juno près de Jupiter en 2017<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

En 2011, la NASA lance la sonde Juno dans le cadre du programme New Frontiers, dont l'objectif est d'effectuer une étude détaillée de la structure interne de Jupiter depuis une orbite polaire en rasant périodiquement sa surface<ref name="NASA-20150921">Modèle:Lien web.</ref>. La sonde spatiale entre en orbite en Modèle:Date- avec une orbite très elliptique, d'une période de Modèle:Nobr, qui fait éviter à la sonde en grande partie la ceinture de radiations planétaire très intense, susceptible de l'endommager. Cette orbite maintient cependant Juno hors des plans orbitaux des lunes galiléennes<ref name="NASA-20150921" />. Ainsi, l'étude des lunes n'est pas la priorité mais des données sont tout de même collectées lorsque le moment est opportun<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref name="Mura2020">Modèle:Article.</ref>,<ref name="JunoOPAG">Modèle:Lien web.</ref>.

Missions à venir

JUICE (2022)

Modèle:Article détaillé

La sonde est représentée au-dessus de Ganymède, qui est elle-même représentée devant Jupiter en fond.
JUICE survolant Ganymède<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) est une mission planifiée de l'Agence spatiale européenne dans le cadre du programme spatial scientifique Cosmic Vision vers le système jovien qui devrait se placer successivement sur l'orbite de Jupiter et de Ganymède<ref name="juiceL12">Modèle:Lien web.</ref>. Il s'agit de la première mission vers une planète du Système solaire externe non développée par la NASA. Le lancement de JUICE est prévu pour 2022, avec une arrivée à Jupiter estimée à Modèle:Date- grâce à l'assistance gravitationnelle de la Terre et de Vénus<ref name="JUICECNRS" />,<ref name="JUICEannouncement">Modèle:Article.</ref>.

JUICE doit étudier en les survolant à plusieurs reprises les trois des lunes glacées de Jupiter, à savoir Callisto, Europe et Ganymède, avant de se placer en orbite en 2032 autour de cette dernière pour une étude plus approfondie qui doit s'achever en 2033<ref name="JUICECNRS">Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref name="grasset3">Modèle:Lien conférence.</ref>.

Europa Clipper (2025)

Modèle:Article détaillé

La sonde occupe le centre de l'image, composée notamment d'une parabole et de deux grands panneaux solaires. Sous elle, la surface grise et brune d'Europe avec ses lineae. Derrière, Jupiter.
Vue d'artiste d'Europa Clipper<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Europa Clipper est une mission prévue de la NASA vers le système jovien, centrée quant à elle sur Europe. Le lancement de la sonde est prévu pour 2025 avec une arrivée sur Jupiter à la fin des années 2020 ou au début des années 2030, en fonction du lanceur choisi<ref name="Phillips">Modèle:Article.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref name="OPAG092018">Modèle:Lien web.</ref>.

Il s'agit d'une sonde spatiale de plus de Modèle:Unité emportant plusieurs instruments, dont un radar permettant de sonder l'océan sous la glace, d'enquêter sur l'habitabilité de la lune et d'aider à sélectionner des sites pour un futur atterrisseur<ref name="NoLanding">Modèle:Lien web.</ref>. Après un transit de plus de Modèle:Nobr, avec un recours à l'assistance gravitationnelle de Vénus et de la Terre, la sonde spatiale doit se placer en orbite autour de Jupiter<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref name="NoLanding" />. La partie scientifique de la mission comporte Modèle:Nobr d'Europe, sur une période de Modèle:Unité<ref name="Phillips" />,<ref name="OPAG092018" />.

Dans la culture

Modèle:Article détaillé

Au premier plan, de nombreuses plantes vertes. Derrière, une grande étendue d'eau. Le ciel est occupé majoritairement par Jupiter, très orangée, et d'autres lunes.
Dessin de 1903 imaginant un océan liquide et une vie luxuriante à la surface d'Europe<ref name="LivreRusse">Modèle:Lien web.</ref>.

Les lunes galiléennes, sont un décor propice à la science-fiction depuis le début du Modèle:Lien siècleModèle:Vérification siècle avec, entre autres, The Mad Moon (1935) de Stanley G. Weinbaum pour Io ou Redemption Cairn (1936) de Stanley G. Weinbaum pour Europe<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. La nature de la surface des lunes laisse toujours place à la spéculation, comme dans ce dessin ci-contre dans un livre d'astronomie russe de 1903<ref name="LivreRusse" />. Un peu plus tard, vers le milieu du Modèle:S mini- siècleModèle:Vérification siècle, la possibilité d'une vie extraterrestre sur ces lunes inspire les auteurs et dessinateurs de magazines pulp comme Amazing Stories ou Fantastic Adventures<ref name="popsci">Modèle:Lien web.</ref>.

Dessin de science-fiction. Un homme en combinaison observe des créatures anthropomorphes rouges avec une sorte de grand manteau.
Couverture de Fantastic Adventures en Modèle:Date- imaginant la vie sur Io.

Isaac Asimov imagine une atmosphère propice à la vie sur Callisto dans Dangereuse Callisto (1940)<ref name="CallistoPop">Modèle:Lien web.</ref>. Robert A. Heinlein centre l'action sur Ganymède dans Pommiers dans le ciel (1953) et évoque une terraformation de Callisto<ref name="Universe Today">Modèle:Article.</ref>,<ref name="CallistoPop" />. Les lunes galiléennes sont mentionnées dans d'autres romans de l'auteur, comme Double Étoile (1956) ou Le Ravin des ténèbres (1970)<ref name="Universe Today" />.

Grâce aux informations apportées par diverses missions d'exploration spatiale, la représentation des satellites galiléens évolue. Le roman 2010 : Odyssée deux (1982) d'Arthur C. Clarke est par exemple souvent mentionné comme la représentation d'Europe la plus célèbre en science-fiction, les astronautes la survolant recevant l'énigmatique message : Modèle:Citation (Modèle:En anglais)<ref name="PopCulture">Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Ce signe de vie fictionnel suit alors les informations réelles de la découverte d'une géologie active sur la lune et cette citation est par ailleurs régulièrement utilisée dans des articles de presse traitant de la lune<ref name="NoLanding" />,<ref>Modèle:Article.</ref>,<ref name="popsci" />. Sa suite, 2061 : Odyssée trois (1987) est centrée sur Ganymède<ref name="Universe Today" />. Les lunes galiléennes dans leur ensemble sont notamment le décor principal du Rêve de Galilée (2009) de Kim Stanley Robinson où, comme dans 2312 (2012) du même auteur, la surface volcanique de Io est par exemple retranscrite et joue un rôle dans l'intrigue<ref name="popsci" />.

Au cinéma, différents films centrés sur des lunes sont réalisés comme, entre autres, Outland... Loin de la Terre (1981) de Peter Hyams, Europa Report (2013) de Sebastián Cordero ou Io (2019) de Jonathan Helpert<ref name="PopCulture" />,<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Ganymède, quant à elle, est un décor de la série The Expanse (2017)<ref>Modèle:Article.</ref>.

Finalement, les satellites galiléens ayant chacun une apparence caractéristique, ils sont des décors courants de niveaux de jeux vidéo d'action tels que Halo (2001), Call of Duty: Infinite Warfare (2016) ou encore Destiny 2 (2017)<ref name="PopCulture" />,<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Notes et références

Notes

Modèle:Références

Références

Modèle:Références

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie

Modèle:Légende plume

Liens externes

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