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Neptune

Neptune a une histoire très intéressante. Plus loin encore qu’Uranus, elle est plus faible, donc très largement invisible à l’œil nu. Il a fallu la découvrir par des moyens télescopiques. Mais les chances de la découvrir pas hasardsont très faibles, et si on s’était fié à la chance, on ne la connaîtrait peut-être pas encore.

La théorie de la gravitation universelle de Newton a été appliquée au mouvement des planètes, avec plus ou moins de succès. Dans le cas d’Uranus, le mouvement ne correspondait pas à ce que l’on attendait en tenant compte des perturbations de Jupiter et Saturne. Urbain Le Verrier a supposé qu’il existait une autre planète plus lointaine, encore inconnue, et a analysé le mouvement d’Uranus avec cette hypothèse. En modifiant la masse supposée de la planète inconnue, ainsi que sa distance au Soleil, il a fini par trouver un accord très satisfaisant, et a publié ses résultats à l’académie des sciences. Il a rencontré un certain scepticisme, et a fini par convaincre Galle, astronome à Berlin, de pratiquer cette recherche. La planète a été rapidement trouvée en 1846, à peu de distance de l’endroit calculé (1°). Cette découverte a été l’un des grands succès de la théorie de Newton.

Il faut dire qu’un autre astronome, l’anglais Adams, avait fait le même genre de calculs, et trouvé une solution approchante. Mais il n’a jamais pu convaincre ses collègues de rechercher la planète…

Curiosité

Trente fois plus loin du Soleil que la Terre, Neptune est un monde assez sombre. La luminosité à midi ne dépasse pas celle d’un crépuscule sur Terre. Le diamètre apparent du Soleil vu de Neptune dépasse à peine une minute d’arc, autant dire que son disque n’est pas discernable à l’œil nu ! Il a donc un aspect stellaire… Mais une étoile extraordinairement brillante toutefois (voir page particulière).

L’apparence

Neptune est pratiquement de la même taille qu’Uranus ; elle est aussi de teinte bleutée. Les seules images détaillée de Neptune sont celles envoyées par la sonde Voyager 2 en 1989. Elles ne montrent pas beaucoup de détails, et là encore ce sont les couches supérieures de nuages que nous voyons. Deux objets sont remarquables : le premier est une Grande Tache Sombre bleu foncé, ornée de blanc (des nuages de composition différente), qui se déplace lentement avec le reste de l’atmosphère et a été appelée la Limace. L’autre objet est une tache plus petite, qui se situe dans les latitudes élevés, et tourne plus vite que les autres formations nuageuses, qu’elle double donc périodiquement. A cause de sa vitesse, elle a été nommée le Scooter !

Neptune, avec la Grande Tache Sombre et les cirrus, photo Voyager 2 NASA/JPL

La Grande Tache Sombre avait disparu sur les photos prises par le télescope spatial en 1990. Elle n’a donc nullement la permanence de la Grande Tache Rouge de Jupiter. Il serait intéressant de la voir réapparaître. Ce serait une indication sur l’existence d’une cause permanente.

la Grande Tache Sombre photographiée par Voyager 2 JPL

Energie

Les vents à l’équateur atteignent 1.000 km/h.

Neptune émet trois fois plus d’énergie qu’elle n’en reçoit du Soleil. Si cette proportion est plus importante que pour les autres planètes géantes, c’est parce que, étant beaucoup plus loin du Soleil, elle en reçoit moins d’énergie ; donc sa propre énergie par comparaison apparaît plus importante.

Les anneaux

Neptune possède 5 anneaux. L’histoire de leur découverte est intéressante. L’expérience d’occultation ayant donné de bons résultats our Uranus, André Brahic l’a reprise sur Neptune. Le résultat a été surprenant ! Il a observé des extinctions avant et après l’occultation elle-même, ce qui ressemble à ce qui s’est passé pour Uranus, mais avec une très grosse différence : les extinctions ne sont pas symétriques…

Ceci indique qu’il y a un objet d’un côté de la planète, et pas de l’autre. Or un annneau est symétrique. Reste la possibilité d’occultation par des sqtellites. Les satellites sont très petits, et la probabilité que l’un d’eux passe exactement devant une étoile est très faible (elle est déjà très faible pour la planète Neptune elle-même). Cette explication ne semble pas très convaincante.

Alors, André Brahic a pensé que la planète pourrait être entourée, non pas d’anneaux comme tout le monde, mais d’arcs. Des portions d’anneaux, où la matière serait condensée sur certains secteurs autour de la planète, et absente ailleurs.

Cette interprétation s’est avérée exacte lorsque la sonde Voyager est parvenue auprès de Neptune. Mais elle a aussi montré que certains anneaux étaients complets. La dénomination d’un objet nouveau est le privilège du découvreur : il propose un nom, et l’Union Astronomique Internationale l’accepte (ou le rejette). La découverte d’André Brahic a été faite l’année 1989, bicentenaire de la Révolution Française. Neptune ayant été découverte par ailleurs grâce aux travaux théoriques de Le Verrier et d’Adams, André Brahic a voulu commémorer tout cela à la fois. Il a proposé les cinq grands astronomes qui ont le plus œuvré pour la découverte de cette planète.

C’est ainsi que les anneaux de Neptune se nomment, depuis l’intérieur vers l’extérieur : Galle, Le Verrier, Lassel, Arago, Adams. Galle et Lassel sont relativement larges et flous, les trois autres étroits et nets.

L’anneau Adams n’est pas homogène ; c’est lui qui présente les arcs détectés par l’occultation. Ce sont de véritables condensations de matière. A l’origine, on en comptait trois, qui devaient prendre pour noms Liberté, Egalité et Fraternité.

A un petit problème près, au lieu de trois, il y en a cinq. Alors, ils sont nommés Courage, Liberté, Egalité1, Egalité2 et Fraternité.

Triton

Le sol de Triton est très jeune, il ne présente pratiquement pas de cratères : c’est une surface glacée, d’aspect varié.

Image de Triton prise par Voyager 2, NASA

Des plaines de glace sur Triton, d’une centaine de km de large. Le cratère d’impact dans la plaine du bas a approximativement 13 km de diamètre. Les collines ont une altitude inférieure à 1000 m.

Les geysers de Triton, vus par Voyager 2, NASA/JPL

Les geysers crachent des matériaux sombres qui s’élèvent à la verticale jusqu’à 8 km d’altitude, puis sont balayés par un vent violent, qui les étale sur des kilomètres. Le mécanisme d’éjection n’est pas celui de Io ; les marées n’existent plus sur Triton, car son orbite est circulaire, et il tourne toujours la même face vers Neptune. Les éruptions sont probablement dues à la sublimation de l’azote congelé, qui se sublime au soleil, provoquant une augmentation de pression.

Capture de Triton

Il est très difficile de concevoir la capture directe d’un astéroïde ou d’une comète. Mais si l’objet est double, l’événement se trouve bien facilité.

En effet, considérons deux corps de masses semblables et orbitant autour de leur centre de gravité commun. Le centre de gravité tourne autour du Soleil, et la vitesse de chacun des deux objets autour de leur centre de gravité s’ajoute (ou se retranche) à la vitesse autour du Soleil. Si le couple passe à proximité d’une planète, la vitesse du plus proche peut se trouver inférieure à la vitesse d’évasion de la planète, qui capture l’objet. Bien sûr, la vitesse de second membre du couple est bien plus élevée, donc il est éjecté.

Sans une telle situation, il serait très difficile d’admettre qu’un corps de la taille de Triton soit capturé par Neptune. Les différents mécanismes invoqués pour cela ne peuvent s’appliquer qu’à des objets de masse bien plus faible. De plus, les objets de la ceinture de Kuiper que l’on connait maintenant sont souvent doubles (50° %). Il semble donc tout à fait raisonnable de penser qu’un tel couple s’est un jour approché de Neptune, suffisamment pour que l’objet le plus proche de la planète, qui se déplaçait autour du centre de gravité en sens inverse de sa révolution autour du Soleil, soit capturé.

Nouveau satellites

On en perd le compte… L’UAI (Union Astronomique Internationnale) a nommé définitvement 4 satellites de Neptune :

S/2002 N 1 (Neptune IX) Halimede
S/2002 N 2 (NeptuneXI) Sao
S/2002 N 3 (Neptune XII) Laomedeia
S/2002 N 4 (Neptune XIII) Neso

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