Uranus est une géante gazeuse et la septième planète du système solaire. C’est la troisième de par la taille et la quatrième plus massive. Elle doit son nom à la divinité grecque du ciel, Uranus (Οὐρανός), le père de Cronos (Saturne) et grand-père de Zeus (mythologie). Uranus est la première planète découverte à l’époque moderne. Bien que visible à l’œil nu comme les cinq planètes classiques, son caractère planétaire ne fut jamais identifié en raison de son faible éclat. William Herschel annonce sa découverte le 13 mars 1781, élargissant les frontières connues du système solaire pour la première fois à l’époque moderne. Uranus est la première planète découverte à l’aide d’un télescope.
Uranus et Neptune ont des compositions internes et atmosphériques différentes de celles des deux plus grandes géantes gazeuses Jupiter et Saturne. Les astronomes les placent donc parfois dans une catégorie différente, celle des géantes glacées. L’atmosphère d’Uranus, bien que composée principalement d’hydrogène et d’hélium, contient une proportion plus importante de glaces d’eau, d’ammoniac et de méthane, ainsi que les traces habituelles d’hydrocarbures. Uranus est la planète du système solaire dont l’atmosphère est la plus froide, sa température minimale étant de 49 K. Elle a une structure nuageuse complexe : les nuages des couches les plus basses seraient constitués d’eau, ceux des couches les plus élevées, de méthane.
À l’instar des autres géantes gazeuses, Uranus a un système d’anneaux, une magnétosphère et de nombreux satellites naturels. Le système uranien est unique dans le système solaire car son axe de rotation est pratiquement dans son plan de révolution autour du soleil ; les pôles nord et sud sont situés où les autres planètes ont leur équateur. En 1986, les images de Voyager 2 ont montré Uranus comme une planète sans caractéristique particulière en lumière visible, sans couches nuageuses ou tempêtes existant sur les autres planètes gazeuses. Cependant, les observateurs terrestres ont constaté des signes de changements saisonniers et une augmentation de l’activité météorologique ces dernières années, Uranus approchant de son équinoxe. Le vent à la surface d’Uranus peut atteindre une vitesse de 250 m/s.
DécouverteUranus est observée à de nombreuses occasions avant que son caractère planétaire ne soit formellement identifié : elle est en général prise pour une étoile. La plus ancienne mention date de 1690 lorsque John Flamsteed l’observe au moins six fois et la catalogue sous le nom de 34 Tauri. L’astronome français Pierre Lemonnier observe Uranus au moins douze fois entre 1750 et 1769, notamment durant quatre nuits consécutives.
Sir William Herschel observe la planète le 13 mars 1781 dans le jardin de sa maison du 19 New King Street à Bath dans le Somerset en Angleterre (désormais le Musée d’astronomie Herschel) mais n’annonce la découverte que le 26 avril 1781 en tant que comète. Herschel avait entrepris une série de mesures de la parallaxe des étoiles fixes en utilisant un télescope de sa conception.
Il écrit dans son journal : "dans le quartile près de ζ Tauri … soit [une] étoile nébuleuse soit peut-être une comète". Le 17 mars, il note, "j’ai regardé la comète ou étoile nébuleuse et j’ai trouvé que c’était une comète, car elle a changé de place". Lorsqu’il présente sa découverte à la Royal Society, il continue d’affirmer que c’est une comète mais la compare aussi implicitement à une planète :
Herschel avertit l’astronome royal, Nevil Maskelyne, de sa découverte et reçut une réponse embarrassée de sa part le 23 avril : "Je ne sais pas comment l’appeler. Il est aussi probable que ce soit une planète située sur une orbite autour du soleil presque circulaire, que ce soit une comète de trajectoire très elliptique. Je n’ai pas observé pour l’instant de chevelure ou de queue".
Tandis qu’Herschel continue par précaution à appeler ce nouvel objet une comète, d’autres astronomes soupçonnent sa véritable nature. L’astronome russe Anders Johan Lexell estime sa distance à dix-huit fois la distance Terre-Soleil. Aucune comète ayant un périhélie supérieur à quatre fois la distance Terre-Soleil n’a alors jamais été observée. L’astronome berlinois Johann Elert Bode pense que la découverte d’Herschel est "une étoile mobile qui peut être considérée comme un type d’objet planétaire jusqu’alors inconnu orbitant au-delà de l’orbite de Saturne. Bode conclut que son orbite presque circulaire ressemble davantage à celle d’une planète que d’une comète.
L’objet est bientôt unanimement accepté en tant que planète. En 1783, Herschel lui-même le reconnaît auprès du président de la Royal Society Joseph Banks : "Selon les observations des plus éminents astronomes européens, il apparaît que la nouvelle étoile que j’ai eu l’honneur de leur faire découvrir en mars 1781, est une planète principale de notre système solaire." Le roi Georges III récompense Herschel de sa découverte en lui attribuant une rente annuelle de £200 à condition qu’il s’installe à Windsor afin que la famille royale puisse regarder à travers ses télescopes.
Orbite et rotation
La période de révolution d’Uranus autour du Soleil est de 84 années terrestres. Sa distance moyenne au Soleil est d’environ 3 milliards de kilomètres. L’intensité du flux solaire sur Uranus est d’environ 1/400e celui reçu par la Terre.
Les paramètres orbitaux d’Uranus furent calculés pour la première fois par Pierre-Simon Laplace en 1783. Avec le temps, des différences apparurent entre les orbites prédite et calculée. En 1841, John Couch Adams émit l’hypothèse qu’une planète inconnue serait la cause des perturbations constatées. En 1845, Urbain Le Verrier commença indépendamment ses travaux afin d’expliquer l’orbite d’Uranus. Le 23 septembre 1846, Johann Gottfried Galle identifia une nouvelle planète (qui sera plus tard nommée Neptune) à une position très proche de celle prédite par Le Verrier
La période de rotation des couches intérieures d’Uranus est de 17 heures et 14 minutes. Cependant, la haute atmosphère d’Uranus est le théâtre de vents très violents dans la direction de rotation, comme pour toutes les géantes gazeuses. Par conséquent, à certaines latitudes, par exemple vers 60° de latitude, des parties visibles de son atmosphère se déplacent beaucoup plus vite et effectuent une rotation complète en un peu moins de 14 heures.
Caractéristiques physiques Composition interne
Uranus est une planète géante gazeuse, comme Jupiter, Saturne et Neptune. Même si la composition interne d’Uranus est peu connue, il est certain que sa structure est différente de celle de Jupiter et Saturne. En théorie, elle serait composée d’un noyau solide de silicates et de fer d’environ 7 500 km de diamètre, entouré d’un manteau composé de nuages d’hydrogène moléculaire, d’hélium, de méthane et d’ammoniac sur une épaisseur de 10 000 km, puis d’une couche superficielle d’hydrogène et d’hélium liquide, épaisse d’environ 7 600 km qui se fond graduellement dans l’atmosphère. À la différence de Jupiter et Saturne, Uranus n’est pas assez massive pour que l’hydrogène existe à l’état métallique autour du noyau.
Cependant, les données recueillies par la sonde Voyager 2 ainsi que certaines expériences de laboratoire remettent en question l’existence d’un noyau solide. Il est possible au contraire que les matériaux soient plus ou moins uniformément distribués à l’intérieur d’Uranus.
Atmosphère L’atmosphère d’Uranus est composée principalement de dihydrogène (H2) à 83 %, d’hélium (He) à 15 %, de méthane (CH4) et d’ammoniac (NH3). Cette atmosphère occuperait près de 30 % du rayon de la planète, soit 7 500 km.
La couleur bleu-vert d’Uranus est due à la présence de méthane dans l’atmosphère, qui absorbe principalement le rouge et l’infrarouge.
Des nuages ont été détectés en haute altitude et se déplaceraient d’est en ouest entre 40 et 160 m/s. Des mesures ont révélé également des vents soufflant à 100 km/h dans le sens contraire au niveau de l’équateur.
Anneaux planétairesUranus possède au moins 13 anneaux principaux. Cinq ont été découverts en 1977 grâce aux observations d’occultations d’étoiles par Uranus. Six autres furent observés par Voyager 2 entre 1985 et 1986. Les deux derniers furent découverts grâce au télescope spatial Hubble en décembre 2005.
Les anneaux d’Uranus sont fins et ont des bords nets ; entre eux s’étend un milieu diffus. Les particules qui les composent ont des dimensions de l’ordre du centimètre et un albédo moyen de 0,15 qui les rend très peu visibles.
Si les 10 premiers anneaux d’Uranus sont fins et circulaires, le dernier, l’anneau ε, est plus excentrique et plus large, de 20 km au point le plus proche de la planète à 98 km au point le plus éloigné. Il est encadré par deux satellites « bergers », Cordélia et Desdémone. Les deux derniers anneaux sont très nettement plus éloignés, l’anneau μ se situant deux fois plus loin qu’ε, par exemple.
Inclinaison de l’axe
À la différence de toutes les autres planètes du système solaire, Uranus est très fortement inclinée sur son axe puisque celui-ci est quasiment parallèle à son plan orbital. Elle roule pour ainsi dire sur son orbite et présente alternativement son pôle nord, puis son pôle sud au Soleil (même si la désignation de nord ou de sud est assez délicate dans ce cas précis).
Au moment du survol de la planète par Voyager 2 en 1986, le pôle sud d’Uranus était orienté presque directement vers le Soleil. On peut dire qu’Uranus a une inclinaison légèrement supérieure à 90° ou bien que son axe a une inclinaison légèrement inférieure à 90° et qu’elle tourne alors sur elle-même dans le sens rétrograde. Ces deux descriptions sont équivalentes d’un point de vue physique mais il en résulte une définition différente du pôle nord et du pôle sud.
Une des conséquences de cette orientation est que les régions polaires reçoivent plus d’énergie du Soleil que les régions équatoriales. Néanmoins, Uranus reste plus chaude à son équateur qu’à ses pôles. Le mécanisme qui en est la cause reste encore inconnu. Aucune théorie n’a à l’heure actuelle réussi à expliquer cette inclinaison sans faire appel à une collision cataclysmique avec un autre corps, pendant sa formation peut-être. Il semblerait également que l’importante inclinaison d’Uranus entraîne des variations saisonnières extrêmes dans son climat.
Champ magnétique Le champ magnétique d’Uranus est grosso-modo de la même intensité que le champ magnétique terrestre. En revanche, il est incliné de 59° par rapport à son axe de rotation. Il trouve probablement son origine, comme celui de toutes les autres planètes, dans un effet dynamo lié à la rotation rapide des couches internes fluides. Il est possible que cette inclinaison résulte de la combinaison d’un champ magnétique « fossile », résidu de la nébuleuse solaire à partir de laquelle s’est formé le système solaire, et de l’effet dynamo actuel.
Lunes d’Uranus
Uranus possède au moins 27 satellites naturels. Les deux premiers furent découverts par William Herschel le 13 mars 1787 et nommés Titania et Obéron par son fils, d’après des personnages du « Songe d’une nuit d’été » de William Shakespeare. Deux autres lunes, Ariel et Umbriel, furent découvertes par William Lassell en 1851. Gerard Kuiper découvrit Miranda en 1948. Dix autres lunes furent découvertes lors du passage de Voyager 2 en 1986 et une autre, Perdita, fut découverte treize ans plus tard parmi les photographies reçues. Onze autres lunes ont été identifiées depuis, en utilisant des télescopes terrestres.
Accueil 
Galerie 
S'enregistrer 
Connexion 
Mer 20 Fév - 13:07
