Io : qu'est-ce que c'est ?

Découvert par GaliléeGalilée en 1610, dès que celui-ci a braqué une lunette vers JupiterJupiter, Io est un satellite brillant que l'on pourrait voir à l'œilœil nu si Jupiter, proche, ne nous éblouissait pas. Io est légèrement plus grande que la Lune avec un rayon moyen de 1.821,3 km (environ 5 % de plus que la Lune) et une masse de 8,931.9 × 10²² kgkg (environ 21 % supérieure à celle de la Lune).

Io gravite autour de Jupiter à 350.000 km du sommet de son atmosphèreatmosphère en 42,5 heures et est en résonance orbitale avec deux autres satellites galiléens, Europe et GanymèdeGanymède. Sa proximité avec Jupiter entraîne des effets de marée très importants à l'origine d'un volcanismevolcanisme copieux. Comme les autres satellites internes de Jupiter, Io est en rotation synchronesynchrone. L'astreastre pointe donc toujours la même face vers Jupiter.

Loki Patera est le plus grand cratère visible sur Io. Tout indique qu’il s’agit d’une caldeira remplie par un lac de lave. Celui-ci est monstrueux si on le compare, par exemple, à celui de l’Erta Ale, sur Terre. Son diamètre est d’environ 200 kilomètres, ce qui veut dire que sa superficie est supérieure à celle du lac Ontario, que se partagent les États-Unis et le Canada. Son centre est occupé par une sorte d’île qui rend les planétologues perplexes car sa structure ne semble pas du tout affectée par le lac de lave. © Nasa

Composée principalement de silicatessilicates et de ferfer, Io est plus proche par sa composition des planètes telluriquesplanètes telluriques que des autres lunes des géantes gazeusesgéantes gazeuses du Système solaireSystème solaire externe, composées, elles, en majeure partie d'un mélange de glaces et de silicates. Io semble être le seul autre astre du Système solaire où l'on trouve un volcanisme actif ressemblant à celui de la Terre. Quelques indices laissent penser qu'il en est de même sur Vénus, mais les preuves manquent encore.

La découverte du volcanisme de Io

Même si Io semblait le siège de phénomènes intrigants depuis le début des années 1970, la découverte de son volcanisme remonte à mars 1979 grâce à l'obstination de Linda Morabito, alors ingénieure de navigation dans l'équipe de la mission Voyager 1. 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.

Pendant longtemps, les volcans en éruption sur Io sont passés inaperçus car l’observation des détails sur sa surface était au-delà des capacités des télescopes terrestres en raison de sa petite taille apparente. Le satellite galiléen mesure en effet 3.600 km de diamètre, soit presque la même taille que notre lune, mais est situé beaucoup plus loin, à 4,2 fois la distance entre la Terre et le Soleil, soit 630.000.000 km. Cette photo a été prise le 4 mars 1979 par la sonde Voyager 1. Elle montre un panache volcanique s’élevant à plus de 100 km de hauteur en quelques minutes seulement. Sa luminosité a été augmentée par traitement de l’image avec un ordinateur pour le rendre plus facilement visible, mais la couleur du panache (blanc verdâtre) a été préservée. © Nasa, JPL, University of Arizona

Tout le monde n'a pas été surpris par la découverte de volcansvolcans sur Io. Quelques jours avant, Stan Peale, Patrick Cassen et R.TT Reynolds avaient publié dans Science un article où ils affirmaient qu'en raison des forces de maréeforces de marée résultant de l'influence de Jupiter, Ganymède et Europe, beaucoup de chaleurchaleur devait être produite à l'intérieur de Io. Cette chaleur provenant de la dissipation de l'énergieénergie mise en jeu dans les déformations de la lune de Jupiter, elle devait engendrer un volcanisme important.

D'autres preuves de l'activité de Io ont ensuite été fournies par les observations de la mission GalileoGalileo entre 1995 et 2003. En 1999, il y eut notamment les images impressionnantes montrant une éruption fissurale de 25 km de long avec des fontaines de laveslaves s'élevant à quelques kilomètres de hauteur. Cet outburst s'est produit dans la patera Tvashtar, une sorte de caldeiracaldeira volcanique à laquelle a été donné le nom du dieu hindou des forgerons.

La sonde Galileo est restée en orbite dans le système jovien de 1995 à 2003. Elle a observé plus de 160 volcans actifs et un large éventail de styles d’éruption. L’une des plus spectaculaires, à gauche sur l’image, a été photographiée par Galileo en 1999 à proximité du pôle nord de Io. L’éruption a duré 15 mois. Le 26 février 2007, une nouvelle éruption au même endroit a été photographiée par la sonde New Horizons alors qu’elle croisait Jupiter, sur sa route vers Pluton. © Nasa

Io étudiée de la Terre

Il ne faudrait pas croire pour autant que l'étude du volcanisme de Io n'a été possible qu'avec les missions spatiales Voyager, Galileo et même New Horizons. Elle est aussi conduite depuis le sol et cela a contribué à faire évoluer l'image que l'on s'en était faite. Parmi les astronomesastronomes que le satellite fascine, il y a le Français Franck Marchis. Il est actuellement l'un des principaux chercheurs en poste au Carl Sagan Center, l'une des divisions de recherche du mythique SETISETI Institute.

Bien qu'il s'occupe plus particulièrement maintenant du Gemini Planet Imager (GPI) et des possibilités d'imagerie directe des exoplanètes, il a été le premier, en 1996, à observer les volcans de Io depuis le sol en utilisant l'instrument Adonis (Adaptive Optics Near Infrared System). Il s'agissait du premier système d'optique adaptative équipant le télescopetélescope de 3,6 m de l'ESOESO à La Silla, au Chili.