Neptune, la dernière planète
La découverte de Neptune a inaugurée une aire nouvelle de l'astronomie, car elle a été la première planète à avoir été découverte par calculs mathématiques. Malgré le rapide passage des sondes Voyager dans les années 1980, Neptune, la plus éloignée et plus petite des planètes gazeuses de notre système solaire, reste encore bien énigmatique. Malgré sa froideur et la faible énergie qu'elle reçoit du Soleil, elle est loin d'être une planète inerte. Comme pour ses soeurs gazeuses, il règne à sa surface une atmosphère très mouvementée où 'ont a enregistré les vents les plus violents de tout notre système solaire !
Sommaire |
Découverte de Neptune
Neptune est la huitième planète du système solaire.
La découverte de cette planète est directement liée à la découverte d’Uranus … En effet, l’orbite d’Uranus subit l’influence gravitationnelle de Neptune. Les scientifiques (notamment Alexis Bouvard, directeur de l’Observatoire de Paris, avant sa mort en 1843), après avoir observé ces anomalies de mouvement, se mirent à chercher pourquoi l’orbite d’Uranus ne correspondait pas aux lois de Newton. Neptune fut ainsi la première planète localisée par calculs mathématiques, puisque c’est Urbain Le Verrier qui en déduisit l’existence et la position (approximative). Le 23 Septembre 1846, elle fut pour la première fois observée par Johann Gottfried Galle (le jour même où Le Verrier lui transmit ses résultats !) et Louis D’Arrest à 52″ de la position calculée précédemment, ce qui est infime.
Pourtant, cinq années plus tôt, le jeune astronome britannique John Adams, procéda au même raisonnement pour expliquer les irrégularités du mouvement d’Uranus. 1 an avant la découverte de Le Verrier, il parvint enfin à calculer l’orbite de la planète parasite … Malheureusement, le directeur de l’Observatoire de Greenwich (Sir George Biddell Airy) refusa de prendre en considération ses travaux !! L’année d’après, Le Verrier récolta tous les lauriers de cette découverte …
Paraît-il que la planète avait déjà été observée en 1795 par Lalande, mais qu’il la prit pour une étoile (erreur similaire pour la découverte d’Uranus).
Neptune en quelques chiffres
Orbite, rotation et révolution
Neptune est 2 fois plus loin du Soleil qu’Uranus, soit située à une distance moyenne de 4 498 252 900km (périhélie : 4 459 630 000km, aphélie : 4 536 870 000km), ce qui représente plus de 30 UA. Elle effectue sa révolution autour du Soleil en 164 ans et 280 jours, à la vitesse de 5,45km/s. Et elle tourne sur elle-même en 17h52m. Sa lumière met au moins 4 heures à nous parvenir, elle est invisible à l’œil nu. Neptune est si loin qu’elle croise parfois l’orbite de Pluton : par exemple, entre 1979 et 1999, Neptune fut plus éloignée du système solaire que la désormais planète naine !
Taille et masse
Le diamètre équatorial de Neptune est de 49 528km et le diamètre polaire est de 48 600km (aplatissement de 0.02). Elle est plus petite qu’Uranus, mais plus massive : 1.0247e26kg (soit 17 fois la Terre). Neptune est la plus petite des planètes gazeuses de notre système. La vitesse d’échappement nécessaire est de 23.5km/s, la gravité étant de11 m/s². Comme toute planète gazeuse, Neptune libère plus d’énergie qu’elle n’en reçoit du Soleil : 2.8 fois plus. L’énergie qu’elle reçoit du Soleil est 900 fois plus faible que celle que reçoit la Terre !!
Après son passage près d’Uranus, Voyager2 fut la seule sonde à aller visiter Neptune, la plupart des informations que les scientifiques possèdent sur Neptune proviennent d’ailleurs de cette rencontre.
Caractéristiques physiques de Neptune
Composition et structure interne
La composition de la planète doit être sensiblement la même que celle d’Uranus : Elle doit posséder un noyau rocheux (peut être de silicates) de 14 000km de diamètre, le reste étant un mélange d’agrégats rocheux et glacés, et de gaz tels que hydrogène (15%) et un peu d’hélium et de méthane. On pense qu’elle est comme Uranus sans structure interne, c'est-à-dire que sa composition serait uniforme. On soupçonne néanmoins un manteau d’eau, de méthane et d’ammoniac de 15 000km d’épaisseur au dessus du noyau rocheux. Comme pour sa voisine, la couleur rouge du spectre est absorbée par la couche de méthane, c’est pour cela que la planète est bleue. Concernant l‘atmosphère proprement dite, elle est constituée essentiellement de 85% d’hydrogène, de 13% d’hélium et de 2% de méthane.
Une atmosphère agitée
Comme toutes les planètes géantes gazeuses, la haute atmosphère de Neptune est parcourue par des vents très violents, les plus violents jamais enregistrés dans le système solaire. Notamment près de la grande tâche sombre (un anticyclone sensiblement identique à la grande tâche rouge de Jupiter, situé à 22°de latitude sud, faisant le tour de la planète en 18h20) où les vents peuvent souffler jusqu’à 2 000km/h !! La grande tâche sombre a été observée en 1989 par Voyager2 lors de son passage, cependant elle semble avoir disparu depuis 1994 … Peut-être a-t-elle été dissipée par les vents violents soufflant à sa périphérie ou alors elle est tout simplement masquée par une couche nuageuse supérieure.
Cette tâche est de la taille de la Terre alors que la grande tâche rouge de Jupiter est deux fois plus grosse !
Neptune possède également d’autres tâches, de moindre importance. Voyager a notamment révélé un nuage plus petit, surnommé « scooter », se déplaçant d’ouest en est, mettant 16h pour faire le tour de Neptune. On a également observé dans la haute atmosphère des nuages en forme de longs filaments brillants, tels des cirrus terriens … Ces nuages projetaient une ombre sur une couche nuageuse plus profonde. Hormis ces tâches, Neptune possède des vents très rapides soufflant le long de bandes nuageuses latitudinales, comme sur toutes les autres planètes gazeuses. Les phénomènes d’apparitions et de disparitions de cyclones montrent que l’atmosphère de Neptune change rapidement, probablement en raison des différences de température entre les couches nuageuses supérieures et inférieures. La température des nuages varie entre -193°c et -153°c, ce qui est plus chaud que la température moyenne de la surface planétaire qui est de -214°c. La pression atmosphérique varie entre 1 et 3 bars.
Axe de rotation et champ magnétique
Comme Uranus, l’axe de Neptune est incliné par rapport à son orbite, mais dans une moindre mesure : 28.31° d’inclinaison. L’orbite étant, quant à lui, incliné de 1.774°. Autre similarité avec Uranus, le champ magnétique est incliné par rapport à l’axe de rotation (47°), il est également décalé du centre physique de la planète : 0.55 rayon (soit 13 500km). Les scientifiques tentent de comprendre les raisons de ces similitudes entre les deux planètes bleues, ils pensent que l’orientation des champs magnétiques est probablement du à l’écoulement des fluides (matière conductrice telle que de l’eau) au sein des planètes (essentiellement des mouvements de surface plus que du centre), et non pas à cause de leur inclinaison.
Présence d'un système d'anneaux
De la même manière que les anneaux d’Uranus ont été déduits suite à l’observation d’occultation d’étoiles, les astronomes André Brahic et Bruno Sicardy ont découvert les anneaux de Neptune en 1984 et 1985. Ces déductions ont été confirmées en Août 1989 grâce au passage de Voyager2. Neptune possède cinq anneaux compris entre 41 900km et 62 930km de distance, et nommés Galle, Lassell, Le Verrier, Arago et Adams (on retrouve ici le nom du jeune astronome anglais qui, le premier, découvrit la planète par calcul sans être cru par ses pairs). Les observations terrestres ne révélèrent que de faibles arcs discontinus en lieu et place des hypothétiques anneaux, mais Voyager démontra qu’il s’agissait bien d’anneaux complets sombres avec des parties brillantes. On pense que ces anneaux se sont formés suite à l’impact de petits astéroïdes sur les satellites de Neptune, ils sont donc essentiellement constitués de poussières et de roches. L’épaisseur des anneaux est encore inconnue.
Neptune possède 5 anneaux : L'anneau "diffus" (1989 N3R), l'anneau "intérieur" (1989 N2R), l'anneau "plateau" (1989 N4R) qui englobe l'anneau "intérieur" et est bordé par un second anneau bien distinct, et enfin l'anneau "principal" (1989 N1R) qui contient quatre arcs de matière brillante (nommés Liberté, Egalité, Fraternité, Courage) dont une partie est torsadée.
1989 N3R |
distance 41 900 km * |
largeur 15 km |
1989 N2R |
distance 53 200 km * |
largeur 15 km |
1989 N4R |
distance 53 200 km * |
largeur 5 800 km |
1989 N1R |
distance 62 930 km * |
largeur < 50 km |
* distance entre le noyau de Neptune et le bord intérieur de l'anneau.
Les satellites de Neptune
Dix-sept jours après la découverte (par observation) de Neptune par Johann Galle, William Lassell découvre Triton, le plus gros satellite de Neptune. 150 ans plus tard, Voyager2 découvre six satellites. Aujourd’hui, le nombre officiel des satellites de Neptune est de treize.
Naïade |
distance 48 000 km |
rayon 29 km |
|
Thalassa |
distance 50 000 km |
rayon 40 km |
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Despina |
distance 53 000 km |
rayon 74 km |
|
Galatée |
distance 62 000 km |
rayon 79 km |
|
Larissa |
distance 74 000 km |
rayon 96 km |
|
Protée |
distance 118 000 km |
rayon 209 km |
|
Triton |
distance 355 000 km |
rayon 1 350 km |
masse 2.14e22kg |
Néréide |
distance 5 509 000 km |
rayon 170 km |
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S/2002 N1 |
distance 21 990 000 km |
rayon 20 km |
|
S/2002 N2 |
distance 20 200 000 km |
rayon 20 km |
|
S/2002 N3 |
distance 21 390 000 km |
rayon 20 km |
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S/2002 N4 |
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S/2002 N1 |
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