Les quatre petites « étoiles » qui tournaient autour de Jupiter

Le 7 janvier 1610 de notre calendrier, en soirée, Galilée braque sa lunette sur Jupiter. Il enseigne alors les mathématiques à l’université de Padoue et a perfectionné lui-même son instrument, qui grossit vingt fois. À côté de la planète, il remarque trois petites étoiles alignées avec elle, deux à l’est et une à l’ouest. Il les dessine et les prend pour des étoiles fixes.

Le lendemain, les trois points sont tous à l’ouest de la planète, et plus rapprochés. Le 10, il n’en voit que deux, à l’est ; le troisième, pense-t-il, est caché derrière Jupiter. Des étoiles fixes ne se déplaceraient pas ainsi, et celles-ci accompagnent Jupiter sans jamais la quitter. Le 11, écrit-il, il conclut sans hésiter que ce sont des astres qui tournent autour d’elle, comme Vénus et Mercure autour du Soleil. Le 13, il en compte quatre.

Un deuxième centre dans le ciel

Galilée publie sa découverte à Venise en mars 1610, à peine deux mois après la première observation, dans le Sidereus Nuncius. Il y baptise les quatre astres « étoiles médicéennes », en hommage à la famille des Médicis. Le calcul paie : Cosme II de Médicis, grand-duc de Toscane, l’appelle à sa cour de Florence comme philosophe et mathématicien.

Le livre tombe en plein débat. Pour les héritiers d’Aristote, tout tourne autour d’un centre unique, la Terre. Le système de Copernic en suppose deux, le Soleil pour la Terre et la Terre pour la Lune, et ses adversaires demandent pourquoi notre planète serait la seule à avoir une lune. Les satellites de Jupiter leur répondent : quel que soit le système retenu, le ciel compte au moins deux centres de mouvement. Ils ne prouvent pas que Copernic ait raison, mais ils renforcent sa cause.

Io, Europe, Ganymède et Callisto

Le nom des Médicis n’a pas tenu. Les noms actuels viennent de Simon Marius, astronome allemand qui revendiqua la découverte de ces lunes en 1614. Sa première observation notée, le 29 décembre 1609 de son calendrier julien, correspond au 8 janvier 1610 du nôtre, le lendemain de celle de Galilée ; ce dernier l’accusa de plagiat. Sur des propositions de Kepler, Marius retint quatre personnages aimés de Jupiter dans la mythologie. Longtemps, pourtant, les astronomes ont préféré des numéros, de I à IV.

Jupiter, la plus grande planète du Système solaire, est onze fois plus large que la Terre. On lui reconnaît aujourd’hui 115 lunes ; les quatre de Galilée restent les plus grandes.

1. Io

   La plus proche des quatre, qui fait le tour de Jupiter en moins de deux jours. Elle porte des centaines de volcans.

2. Europe

   Un peu moins large que notre Lune, avec peut-être un océan sous sa croûte de glace.

3. Ganymède

   La plus grande, qui boucle son orbite en un peu plus de sept jours.

4. Callisto

   La plus éloignée des quatre : près de dix-sept jours pour un tour.

Ganymède dépasse Mercure en taille, pas en masse : elle pèse moins de la moitié de la petite planète. En 1996, la sonde Galileo lui a découvert un champ magnétique propre, le seul connu pour une lune. En 2015, le télescope spatial Hubble, en orbite depuis 1990, a fourni le meilleur indice d’un océan salé sous sa glace : ses aurores oscillaient moins que prévu.

Une horloge céleste qui retarde

Ces lunes ont aussi servi à mesurer la lumière. À l’Observatoire de Paris, Jean-Dominique Cassini et Ole Rømer chronomètrent Io quand elle entre dans l’ombre de Jupiter ou en ressort. En 1676, les observations ne concordent pas avec les prévisions, et l’écart varie avec la distance entre la Terre et Jupiter. Rømer l’explique : la lumière met du temps à nous parvenir, entre dix et onze minutes, selon lui, depuis le Soleil. Il ne calcule pas de vitesse ; Christiaan Huygens sera le premier à le faire.

Des sondes au plus près

1. Décembre 1973

   Pioneer 10

   Premier engin à survoler Jupiter, à quelque 130 000 km de la planète.

2. Mars 1979

   Voyager 1

   Un panache volcanique au-dessus d’Io : la première éruption vue ailleurs que sur Terre.

3. Décembre 1995

   Galileo

   Une sonde au nom de l’astronome se met en orbite autour de Jupiter.

4. Septembre 2003

   Fin de Galileo

   À court de carburant, elle est jetée dans Jupiter pour épargner Europe.

5. Avril 2023

   Juice

   L’Agence spatiale européenne lance sa sonde vers Jupiter, attendue en juillet 2031.

6. Octobre 2024

   Europa Clipper

   La NASA part voir si Europe pourrait abriter la vie ; arrivée prévue en avril 2030.

Si le calendrier tient, Juice quittera en décembre 2034 l’orbite de Jupiter pour celle de Ganymède. Ce sera le premier engin placé en orbite autour de la lune d’une autre planète, un peu plus de quatre siècles après les points lumineux du carnet de Galilée.