Parfois, il gèle dans la fournaise de Io la volcanique

L’atmosphère de Io, célèbre lune de Jupiter, découverte par Galilée, est composée de dioxyde de soufre produit par des volcans hyperactifs. Quand le satellite passe dans l’ombre de sa planète, cette atmosphère se refroidit au point de se transformer momentanément à 80 % en dépôts solides.

Io, la lune de Jupiter découverte par Galilée, est mythique à plus d’un titre. Il y a d’abord le fait qu’elle a permis à l’astronome danois Ole Christensen Rømer (1644-1710) de démontrer que la lumière se propageait avec une vitesse finie. Descartes pensait le contraire par exemple. Mais c’est probablement la découverte faite en mars 1979 grâce à l’obstination de Linda Morabito, alors ingénieur de navigation dans l’équipe de la mission Voyager 1, qui a le plus marqué les esprits au sujet de Io. Elle était occupée à traiter les images obtenues par la sonde lorsqu’elle a remarqué ce qui s’est plus tard révélé être un panache volcanique de 300 km de hauteur.

Depuis, les volcans de Io fascinent. On sait grâce à Stan Peale, Patrick Cassen et R. T. Reynolds qu’en raison des forces de marée résultant de l’influence de Jupiter, Ganymède et Europe, beaucoup de chaleur est produite à l’intérieur de Io. Cette chaleur provenant de la dissipation de l’énergie mise en jeu dans les déformations de la lune de Jupiter, elle engendre un volcanisme important. L’un des astronomes qui étudient Io est le français Franck Marchis qui y a observé la plus puissante éruption volcanique du Système solaire en 2001.

Io éruption volcanique

Cette photographie de Io prise par la sonde Galileo montre une éruption à Pillan Patera. C’est une caldeira volcanique d’environ 73 km de diamètre nommée d’après le dieu du tonnerre, du feu et des volcans des Indiens mapuches, dans les Andes. Au cours de l’été 1997, cette éruption a été accompagnée de laves à des températures supérieures à 1.600 °C, avec un panache de 140 km de haut. C’est la plus importante éruption effusive dont l’Homme ait jamais été témoin. (Source : NASA/JPL/Université d’Arizona)

Io apparaît comme un monde infernal, couvert de dépôts soufrés. Et pourtant, quand la lune passe dans l’ombre de Jupiter au moment d’une éclipse, ce qui se produit toutes les 42 heures environ, et c’est ce qui a permis à Rømer de faire sa découverte, son atmosphère gèle littéralement et se contracte. C’est ce que viennent d’expliquer un groupe de chercheurs dans un article publié dans Journal of Geophysical Research: Planets.

On est certes loin du Soleil, de sorte que la température de l’atmosphère de Io, malgré son volcanisme actif, est de 127 kelvins (–146 °C). Mais elle descend à 105 kelvins (–168 °C) au cours des deux heures que passe la lune dans l’ombre de Jupiter avant de remonter à sa sortie. Or l’atmosphère de Io est largement composée de dioxyde de soufre (SO2) ce qui veut dire qu’à cette température ce gaz se condense subitement en devenant solide avant de se sublimer complètement une fois l’éclipse terminée.

Io atmosphère

Plusieurs illustrations montrant le passage de Io dans l’ombre de Jupiter et la contraction périodique de son atmosphère qui s’effondre (collapse en anglais) car elle se transforme alors en dépôts solides du fait de la baisse de température. En bas à gauche, une vraie image prise par la sonde Cassini alors que Io pénètre dans l’ombre de la géante. (Source : Southwest Research Institute)

On s’en doutait depuis longtemps mais personne n’avait pu le démontrer, car mesurer la température de l’atmosphère d’Io alors qu’elle est dans l’ombre de Jupiter n’est pas facile étant donné que la lumière qu’elle émet est alors faible. Les chercheurs sont malgré tout parvenus à le faire en utilisant le spectromètre Texas Echelon Cross Echelle Spectrograph (Texas) équipant le télescope Gemini-Nord à Hawaï.

La découverte est bien sûr intéressante en soi mais il faut se souvenir que l’atmosphère de Io conduit à la formation d’une ionosphère et ensuite d’un tore d’ions soufrés autour de Jupiter qui entre en interaction avec sa magnétosphère. Au final, cela influence ce qui se passe sur Jupiter, notamment la formation des aurores polaires. C’est donc une pièce intéressante à apporter au puzzle des données que va nous fournir Juno dans notre tentative pour mieux comprendre la géante gazeuse et, par ricochet, ses sœurs plus lointaines.

Source : Futura-Sciences

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, les expositions « Initiation à l’astronomie » et « Promenade spatiale au fil des ondes« , ainsi que la page Astronomie/Physique.

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