PRESSE — Préparer l'exploration du système de Jupiter avec JWST

La décennie 2020 verra le lancement de deux missions spatiales, Europa-Clipper de la NASA, et JUICE de l'ESA, consacrées à l'exploration approfondie du système de Jupiter. Ce large intérêt international pour l'étude du système de Jupiter est alimenté par i) le statut d'archétype d'une planète géante gazeuse jouée par Jupiter, ii) l'activité volcanique de Io comparable à celle des jeunes planètes telluriques, iii) la structure et la composition d'Europa et de Ganymède, archétypes des mondes-océans. S'appuyant sur les premières observations JWST du système de Jupiter dont le coordinateur est CoPI, ainsi que de quelques observations de Saturne , le projet PRESSE vise à préparer la communauté planétologique française à se lancer dans ces missions spatiales en abordant des questions fondamentales sur la dynamique et la composition chimique de ces objets, et en formant de jeunes scientifiques qui participeront à la prochaine exploration du système de Jupiter. En effet, si de nombreuses missions ont survolés ou orbités autour de Jupiter et de ses satellites, les limitations en résolution spectrale, couverture spectrale et sensibilité des instruments embarqués ont limité la détermination de la diversité chimique de l’atmosphère de Jupiter, et des atmosphères et surfaces de Io et Ganymède. La télescope spatial JWST, grâce à résolution spectrale, sa couverture spectrale, notamment dans des domaines de longueur d’onde inaccessibles depuis le sol, sa résolution angulaire, et surtout grâce à sa sensibilité hors du commun, ouvre des opportunités exceptionnelles pour sonder la diversité chimique sur ces objets à la surface et dans leur atmosphère. Par la recherche et la cartographie d’espèces chimiques, nous chercherons à répondre aux questions suivantes: Quelle sont les contributions relatives de la chimie ionique et de la photochimie dans la production d’hydrocarbures dans la stratosphère de Jupiter? Quelles sont les conditions physico-chimiques des laves ionniennes et quel est la composition du manteau de Io? Quelle est la source principale de l’atmosphère de Io, sublimation ou volcanisme? Quelles sont les sources relatives des composés non-glacés à la surface de Io, et que nous indiquent-ils sur le transport entre l’océan et l’enveloppe de glace, et sur le vieillissement des matériaux en surface? Quelle est la source principale de l’atmosphère de Ganymède, sublimation ou sputtering?