Ganymède (lune) - Définition

Introduction

Ganymède
Caractéristiques orbitales
Type	Satellite de Jupiter
Demi-grand axe	1 070 400 km
Apoapside	1 071 600 km
Périapside	1 069 200 km
Excentricité	0,0013
Période de révolution	7,155 d
Inclinaison	0,117°
Caractéristiques physiques
Diamètre	5 262,4±3,4 km
Masse	1,4819×1023 kg
Masse volumique moyenne	1,942±0,005×103 kg/m³
Gravité à la surface	1,428 m/s²
Période de rotation	7,155 d (Synchrone)
Albédo moyen	0,43±0,02
Température de surface	≈109 K
Caractéristiques de l'atmosphère
Pression atmosphérique	Traces d'oxygène
Découverte
Découveur	Galilée
Découverte	11 janvier 1610
Désignation(s) provisoire(s)	Jupiter III

Ganymède est le plus grand satellite naturel de Jupiter. Il s'agit du plus grand satellite du système solaire, plus grand que Mercure. Il fut observé pour la première fois en 1610 par Galilée, en même temps que les autres lunes galiléennes.

Dénomination

Ganymède est nommé d'après Ganymède, prince troyen de la mythologie grecque ; de grande beauté, il fut enlevé par Zeus (prenant pour l'occasion la forme d'un aigle), alors qu'il faisait paître son troupeau sur le mont Ida. Zeus en fit son amant et l'échanson des dieux de l'Olympe.

Ce nom fut suggéré par l'astronome allemand Simon Marius en 1614 dans son ouvrage Mundus Iovialis (où il attribue d'ailleurs cette suggestion à Johannes Kepler). Tout comme les noms des autres satellites de Jupiter, il passa de mode pendant plusieurs siècles et ne fut pas remis au goût du jour avant le milieu du XX^e siècle. Dans la plupart des ouvrages de la littérature astronomique ancienne, il est simplement mentionné par sa désignation en chiffres romains (un système introduit par Galilée) comme Jupiter III, ou comme « le troisième satellite de Jupiter ».

Toponymie

Comme pour les autres objets du système solaire, la toponymie de la surface de Ganymède obéit à une nomenclature stricte de la part de l'Union astronomique internationale :

• Les catenae sont nommés d'après des divinités et héros des civilisations du Croissant fertile. Seuls quatre sont nommés : Enki, Khnum, Nanshe et Terah.
• Les cratères portent également de tels noms, comme Gilgamesh, Ilus ou Nidaba. Ganymède compte 128 cratères nommés.
• Les faculae sont nommés d'après des lieux associés aux mythes égyptiens, comme Memphis ou Thebes. Ganymède en compte 17.
• Les fossae le sont d'après des divinités du Croissant fertile : Lakhamu, Lakhmu et Zu.
• Les paterae font référence à des canaux asséchés de la région du Croissant fertile.
• Les regiones rendent hommage aux astronomes ayant découvert les satellites de Jupiter : Barnard, Galileo, Marius, Nicholson et Perrine.
• Les sulci portent les noms de lieux associés aux mythes du Croissant fertile.

Caractéristiques physiques

Masse et dimensions

Avec environ 5 260 km de diamètre, Ganymède est le plus grand satellite naturel du système solaire, légèrement plus grand que Titan (5 150 km), le satellite de Saturne, ou que la planète Mercure (4 878 km). Dans le système jovien, le deuxième plus grand satellite est Callisto (4 821 km).

Ganymède, s'il reste le plus massif de tous les satellites naturels avec 1,4819×10²³ kg, ne pèse en revanche que la moitié de Mercure (3,302×10²³ kg), du fait de sa plus faible masse volumique (1,942×10³ kg⋅m^-3 contre 5,427×10³ kg⋅m^-3), indicatrice d'une composition interne comportant une forte proportion de glace plutôt que de roche. De fait, bien qu'il soit presque une fois et demi plus grand, la gravité à la surface de Ganymède est plus faible que sur la Lune (0,146 g contre 0,1654 g).

Surface

La frontière très nette entre Nicholson Regio (gauche de l'image) et Harpagia Sulcus (droite) à la surface de Ganymède, photographiée par la sonde Galileo.

La surface de Ganymède est un mélange de deux types de terrains : des régions sombres très anciennes, forcément couvertes de cratères, et des régions plus claires et plus jeunes (mais néanmoins anciennes) marquées par de nombreux sillons et dorsales. L'origine de ces dernières est clairement tectonique, probablement causés par extension, élargissement et fissure de la croûte de glace. Les régions sombres contiennent des argiles et des matériaux organiques qui pourraient indiquer la composition des planétoïdes à partir desquels s'accrétèrent les satellites joviens.

Tous les terrains comportent des traces de cratères d'impact. La densité de ces cratères donne un âge de 4 milliards d'années pour les régions sombres, similaire à celui des hauts plateaux de la Lune, et plus jeune pour les régions claires (mais sans pouvoir déterminer de combien). Les cratères recouvrent certains sillons et sont cisaillés par d'autres, indiquant que ceux-ci sont anciens. Des cratères plus jeunes, comportant des raies d'ejecta, sont également visibles. À la différence de ceux de la Lune et de Mercure, les cratères de Ganymède sont assez plats, ne présentant pas les anneaux et les dépressions centrales qui sont communs sur ces corps. Il est possible que cela soit dû à la nature de la croûte de glace de Ganymède qui peut s'écouler et adoucir les reliefs.

La plus grande structure sur Ganymède est une plaine sombre nommée Galileo Regio, ainsi qu'une série de sillons concentriques, restes d'un ancien cratère d'impact effacé par l'activité géologique ultérieure.

Structure interne

Schéma en coupe de Ganymède, mettant en évidence sa structure interne.

Ganymède est composée de 49 à 59 % de silicates et sa masse volumique concorde avec une forte proportion de glace d'eau. Selon les données recueillies par la sonde Galileo, Ganymède possède une structure interne différenciée en trois couches : un noyau de silicate contenant également du fer et peut-être du soufre, un manteau composé de roches et de glace et une croûte formée de glace regelée. Son noyau métallique laisse supposer que Ganymède était plus chaude dans le passé. Ses couches internes seraient donc similaires à celles d'Io.

Atmosphère

En 1972, une équipe d'astronomes détecta une fine atmosphère autour de Ganymède lors d'une occultation, alors que Jupiter (et son satellite) passait devant une étoile. Des preuves d'une atmosphère de dioxygène ténue, très similaire à celle d'Europe, ont été découvertes depuis par le télescope spatial Hubble.

Magnétosphère

Le premier survol de Ganymède par la sonde Galileo permit de découvrir que Ganymède possède son propre champ magnétique, contenu dans la magnétosphère de Jupiter. Ganymède est le seul satellite naturel dont on connaisse une magnétosphère. Le champ magnétique intrinsèque de Ganymède est probablement généré de façon similaire à celui de la Terre, par déplacement de matériau conducteur dans ses couches internes, probablement dans son noyau métallique. Ganymède possède également un champ magnétique induit, indiquant qu'il possède une couche qui agit comme un conducteur. On pense que ce matériau conducteur est une couche d'eau liquide contenant du sel, située à 150 km sous la surface et prise en sandwich entre deux couches de glace de densités différentes.

Ganymède est le corps solide le plus concentré qu'on connaisse dans le système solaire, ce qui suggère qu'il est totalement différencié et possède un noyau métallique. On suppose que le champ magnétique de Ganymède est produit par convection thermique dans le noyau. Des mouvements de convection à l'intérieur du manteau se sont peut-être produits par le passé.

Les anneaux de Ganymède

En 1999, un disque de débris sous forme d'un anneau a été détecté tout comme pour Europe et Callisto.