Callisto (lune)

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Callisto (J IV Callisto) est une des quatre lunes galiléennes de Jupiter, observées pour la première fois le 7 janvier 1610 par Galilée. C'est Simon Marius qui la nomma en l'honneur de Callisto, une nymphe d'une très grande beauté, suivante d'Artémis et conquête amoureuse de Zeus, dont elle eut Arcas. Callisto a une surface intensément cratérisée. Sa taille en fait la troisième plus grosse lune du système solaire et lui permet de se comparer à Mercure malgré d
Callisto (lune)

Callisto (J IV Callisto) est une des quatre lunes galiléennes de Jupiter, observées pour la première fois le 7 janvier 1610 par Galilée. C'est Simon Marius qui la nomma en l'honneur de Callisto, une nymphe d'une très grande beauté, suivante d'Artémis et conquête amoureuse de Zeus, dont elle eut Arcas. Callisto a une surface intensément cratérisée. Sa taille en fait la troisième plus grosse lune du système solaire et lui permet de se comparer à Mercure malgré des différences considérables d'apparence et de température. Ses cratères atteignent une densité inégalée dans le reste du système solaire et sont la seule caractéristique observable de sa surface, qui ne présente aucune montagne. L'absence de relief est probablement due à une érosion continue par les glaces de surface depuis des centaines de millions d'années (la roche de surface de Callisto a sans doute 4 milliards d'années, soit presqu'aussi vieille que le système solaire lui-même). Elle a été photographiée par la sonde Galileo mais nous ne disposons que de très peu d'autres images de Callisto. Deux cratères plus importants que les autres (Valhalla et Asgard) sont très visibles. Par ailleurs, on a remarqué un alignement de cratères d'impact qui suggère un bombardement presque simultané par un objet qui se serait désagrégé très peu de temps avant l'impact. Un peu comme Europe, Callisto est entièrement couverte de glace, probablement avec un océan liquide et salé emprisonné entre la roche et cette banquise épaisse de plusieurs kilomètres. Cette hypothèse permet également d'expliquer les observations de variations du champ magnétique de Jupiter indiquant un corps céleste très conducteur de l'électricité. La roche qui constitue le noyau de Callisto n'est probablement pas très homogène et pourrait être un agrégat de glace et de roc. Cela mène à une densité assez faible (due à environ 40% de glace pour 60% de roche/fer). Cela rapproche Callisto de Triton et Titan.

Découverte et nommage

Callisto est découverte par Galilée en janvier 1610, à la même époque que les trois autres grandes lunes de Jupiter, Ganymède, Io et Europe. Callisto doit son nom à Callisto, une des nombreuses conquêtes de Zeus dans la mythologie grecque. Ce nom a été proposé par Simon Marius peu après la découverteMarius, S.; (1614). Selon Marius, le nom aurait en fait été suggéré par Johannes Kepler. Cependant, le nom des lunes galiléennes tombe en désuétude jusqu'au milieu de . Avant cette date, la désignation en chiffres romains de Callisto, introduite par Galilée, est utilisée. Callisto est ainsi appellée car c'est le "quatrième satellite de Jupiter".

Orbite et rotation

Callisto est la lune galiléenne la plus éloignée de Jupiter. Elle tourne autour de la planète à une distance de  km ( fois le rayon de Jupiter). Le rayon de son orbite est beaucoup plus grand que la lune galiléenne ayant le 2 plus grand rayon, Ganymède avec  km. Callisto étant beaucoup plus éloignée que les trois autres lunes, elle n'est pas en résonance orbitale avec elles et ne l'a probablement jamais été. Comme bon nombre de lunes planétaires, Callisto est en rotation synchrone autour de Jupiter. La longueur du jour, identique à sa période orbitale, est d'environ jours terrestres. Son orbite est légèrement excentrique et inclinée vers l'équteur jovien. Ses excentricité et inclinaison orbitales sont presque périodiques (à l'échelle de plusieurs siècles) en raison des perturbations gravitationnelles du Soleil et de de Jupiter. L'amplitude des variations est respectivement de 0, 0072 - 0, 0076 et 0, 20 - 0, 06°. Ces variations orbitales sont à l'origine de modifications de l'inclinaison de son axe (l'angle entre l'axe de rotation et le plan orbital) d'amplitudes comprises entre 0, 4 et 1, 6°. En raison de son éloignement de Jupiter, la lune n'a jamais été significativement chauffée par les forces de marée, ce qui a des conséquences importantes sur sa structure interne et son évolution. De même, le flux de particules chargées de la magnétosphère de Jupiter est relativement faible à la surface de Callisto : il est 300 fois inférieur à celui reçu par la surface d'Europe. À l'inverse des trois autres lunes galiléennes, l'irradiation par des particules chargées n'a eu que peu d'effet sur la surface de Callisto.

Composition

Near-infrared spectrum of a cratered plains area (Courtesy NASA/JPL-Caltech) La densité moyenne de Callisto, 1.83 g/cm³, suggère une composition de roches et de glace d'eau en proportions à peu près égales, avec en plus quelques glaces volatiles telles que l'ammoniac. La fraction massique de glace est comprise entre 49 et 55 %. La composition exacte des roches de Callisto est inconnue, mais elle est probablement proche de la composition des chondrites ordinaires de type L/LL, qui sont caractérisées par une plus faible proportion totale de fer et de fer sous forme métallique, mais davantage d'oxyde de fer que dans les chondrites H. Le rapport massique fer/silicium est compris entre 0, 9 - 1, 3 sur Callisto, à comparer à environ 1, 8 pour le Soleil. La surface de Callisto a un albédo d'environ 20 %. La composition de sa surface serait représentative de sa composition globale. Des travaux spectroscopiques menés dans l'infrarouge proche ont montré la présence de raies d'asborption dues à la glace d'eau aux longueurs d'onde de 1, 04 , 1, 25 , 1, 5 , 2, 0 et 3.0 micromètres. La glace d'eau semble avoir une répartition isotropique à la surface dont elle composerait entre 25 et 50 % en masse. L'analyse des spectres de haute résolution dans l'infrarouge proche et l'ultraviolet pris par Galileo et depuis la Terre ont permis d'identifier d'autres matériaux que la glace, tels des silicates hydratées de fer et de magnésium, du dioxyde de carbone, du dioxyde de soufre et peut-être de l'ammoniac et d'autres composés organiques. Les données spectrales indiquent que la surface est extrêmement hétérogène à petite échelle. De petites taches brillantes composées de glace d'eau pure sont mêlées à des taches d'un mélange roche-glace et de grandes zones sombres de matériaux non glacés. La surface de Callisto est assymétrique: l'hémisphère avant (celui en regard de la direction du mouvement orbital)ref name=stub2>L'hémisphère avant est celui en regard de la direction du mouvement orbital, l'hémisphère arrière est celui dans la direction opposée. est plus sombre que l'hémisphère arrière. Les autres lunes galiléennes présentent la situation inverse. L'hémisphère arrière de Callisto est enrichi en dioxyde de carbone, tandis que l'atmosphère avant a plus de dioxyde de soufre. De nombreux cratères d'impact jeunes comme Lofn montre aussi une plus forte concentration en dioxyde de carbone. Selon Greeley & al, la composition chimique de la surface pourrait être globalement proche de celle des astéroïdes de type D, dont la surface est constituée de matériaux carbonés.

Exploration

Vue d'artiste d'une hypothétique base humaine sur Callisto Les sondes Pioneer 10 et Pioneer 11 qui passèrent à proximité de Jupiter dans les années 1970 n'apportèrent que peu de nouvelles informations sur Callisto par rapport aux observations faites depuis la Terre. La vraie percée correspondit aux fly-bys de Voyager 1 et 2 en 1979-1980. Elles photographièrent plus de la moitié de la surface de Callisto avec une résolution de 1–2 km et mesurèrent précisément sa température, sa masse et sa forme. Il fallut cependant attendre la sonde d'exploration jovienne Galileo pour que de nouvelles découvertes soient effectuées. De 1994 à 2003, Galileo survola huit fois Calisto. Lors de son dernier passage en 2001, durant l'orbite C30, elle passa à seulement 138 km de la surface. Galileo termina de photographier l'ensemble de la surface de Callisto et prit des photos de certaines parties de Callisto avec une résolution pouvant atteindre 15 mètres. En 2000, la sonde Cassini-Huygens durant son trajet vers Saturne, établit des spectres infrarouge haute résoution des lunes galiléennes, parmi lesquelles Callisto. En février-mars 2007, la sonde New Horizons dont la destination finale est Pluton fit de nouveaux images et spectres de Callisto. En 2003, la NASA effectua une étude théorique appellée "Human Outer Planets Exploration" (HOPE - Exploration humaine des planètes externes) concernant l'exploration humaine du système solaire externe. L'étude s'est plus particulièrement intéressée à Callisto. Il fut proposé de construire une base à la surface de Callisto qui produirait du combustible afin de mener l'exploration ultérieure du reste du système solaire. Le choix s'est porté sur Callisto en raison des faibles radiations qu'elle subit et de sa stabilité géologique. Une base y permettrait d'explorer par la suite Europe et pourrait servir de station-service jovienne pour des vaisseaux allant explorer les régions plus externes du système solaire. Ces vaisseaux effectueraient un fly-by à faible altitude de Jupiter après avoir quitté Callisto afin d'utiliser l'assistance gravitationnelle de cette planète pour se propulser.

Toponymie

Les formations géologiques remarquables de Callisto ont été baptisées d'après la mythologie scandinave. Ainsi, les deux plus grands cratères portent les noms de « Valhalla » (paradis des guerriers tombés au combat) et de « Asgard » (lieu de résidence des dieux). Les autres cratères sont baptisés des noms de héros : Valfodr, Hoenir, Lodurr, Bran, Sudri, Fodri, Nidi, Burr, Reginn, Ymir, Gymir]...

Voir aussi

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Sujets connexes
Albédo   Ammoniac   Arcas   Artémis   Assistance gravitationnelle   Astéroïde   Atmosphère (astronomie)   Bacteria   Bar (unité)   Bran   Burr   Callisto (mythologie)   Composition chimique   Composé chimique   Composé organique   Convection   Cratère d'impact   Diamètre   Dioxyde de carbone   Dioxyde de soufre   Europe (lune)   Fonction presque périodique   Galileo (sonde spatiale)   Galileo Galilei   Ganymède (lune)   Gymir   Inclinaison de l'axe   Io (lune)   Ionosphère   Johannes Kepler   Jupiter (planète)   Lune galiléenne   Magnétosphère   Mercure (planète)   Mission Cassini-Huygens   Moment d'inertie   Mythologie grecque   New Horizons   Noyau (planète)   Oxyde de fer   Pioneer 10   Pioneer 11   Planet   Plaque tectonique   Pression atmosphérique   Période orbitale   Radius   Roche   Rocks   Rotation synchrone   Résonance orbitale   Satellite naturel   Saturne (planète)   Silicate   Silicium   Simon Marius   Spectroscopie   Sudri   Système solaire   Titan (lune)   Tremblement de terre   Triton (lune)   Télescope spatial Hubble   Vie extraterrestre   Volcan   Ymir   Zeus  
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