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10 faits scientifiques incroyables sur la planète Uranus
Nommée d'après le dieu grec du ciel, la planète Uranus a été découverte par le célèbre astronome William Herschel en 1781. Trop sombre pour les scientifiques antiques, elle a été la première planète à être localisée à l'aide d'un télescope. En conséquence, le légendaire astronome et ses pairs ont d'abord pensé à Uranus comme une étoile ou une comète.
Connu à la fin comme la septième planète du Soleil, ce géant de glace énigmatique, magnifique, gazeux et bleu-vert est si loin de son étoile natale qu’une orbite complète demande 84 années terrestres à compléter.
Les géantes des gaz et des glaces de notre système solaire sont si éloignées de la Terre qu'elles sont extrêmement difficiles à observer et à étudier. Les missions Voyager ont été la seule source d'une grande partie, sinon de la totalité, des données brutes réelles que nous avons sur les planètes extérieures. Ces missions ont donc grandement contribué à notre compréhension actuelle de ces planètes.
10 Une planète à part entière
Comme Vénus, Uranus tourne d’est en ouest, ce qui est exactement l’opposé de la rotation de la Terre et de la plupart des autres planètes. Une journée sur Uranus est plutôt courte et ne dure que 17 heures sur la Terre et 14 minutes sur la Terre.
L'axe de rotation de la planète est incliné selon un angle presque parallèle à son plan orbital, ce qui donne à Uranus l'impression de pivoter sur le côté comme une bille qui roule sur le sol. Une planète «normale» ressemble à un ballon de basket tournant sur un doigt.
Les scientifiques planétaires ont émis l'hypothèse que cette anomalie de rotation pourrait résulter d'une gigantesque collision entre Uranus et un autre corps céleste tel qu'un astéroïde. En raison de cette rotation peu orthodoxe, les saisons sur Uranus durent chacune 21 années terrestres. Cela provoque d'énormes variations dans la quantité de lumière solaire que la planète reçoit à différents moments et dans différentes régions tout au long de la longue année uranienne.
9 Le système à anneaux d'Uranus
En janvier 1986, la sonde spatiale Voyager 2 a parcouru 81 500 kilomètres des banques de nuages supérieures d'Uranus tout en transmettant à la Terre d'énormes quantités de données sur le géant glacé, y compris son champ magnétique, son intérieur et son atmosphère. Cette mission historique de la NASA a également renvoyé des milliers de photographies numériques de la planète, de ses lunes et de ses anneaux.
Oui, c'est correct, ses bagues. Comme tous les géants du système solaire, Uranus a des anneaux. Plusieurs instruments scientifiques sur la sonde se sont concentrés sur le système en anneau, dévoilant les détails les plus connus et en découvrant deux anneaux auparavant inconnus pour un total de 13.
Les débris dans les anneaux vont des particules de taille de poussière aux objets solides aussi gros que de petits rochers. Il y a deux anneaux extérieurs de couleur vive et 11 anneaux intérieurs un peu plus pâles. Les anneaux intérieurs d’Uranus ont été découverts pour la première fois en 1977, tandis que les deux autres ont été découverts par le télescope spatial Hubble entre 2003 et 2005.
Neuf des 13 anneaux ont été découverts accidentellement en 1977, alors que les scientifiques observaient une étoile lointaine passée derrière la planète, les révélant ainsi. Les anneaux d'Uranus existent en fait en deux «ensembles d'anneaux» ou «systèmes en anneau» distincts, ce qui est également assez inhabituel dans notre système solaire.
8 Le temps étrange et sauvage d'Uranus
Sur la planète Terre, la pluie se présente sous forme d’eau liquide. Parfois, il peut pleuvoir d’étranges organismes rouges ou même des poissons. Mais pour la plupart, la pluie sur Terre est inoffensive.
Sur Titan, il pleut du méthane. Vénus a des pluies acides qui s'évaporent avant d'atteindre le sol. Mais sur Uranus, il pleut des diamants. Diamants solides.
En utilisant la source de rayons X la plus brillante de la planète, les scientifiques disposent enfin de ce qu’ils considèrent comme une preuve irréfutable de cette affirmation scientifique de longue date. Publié dans Nature Astronomie en 2017, les travaux ont consisté à associer un laser optique très puissant, la source de lumière cohérente Linac (LCLS), au laser à électrons libres à rayons X du SLAC National Accelerator Laboratory, qui produit des impulsions de rayons X d'une durée d'un millionième de milliardième une seconde!
Cela se traduit par un audit ultra-rapide et extrêmement précis des processus jusqu'au niveau atomique. En utilisant cette configuration, les scientifiques ont été témoins de la formation de minuscules diamants lorsque des ondes de choc traversaient un plastique spécial. Cela a laissé entrevoir des processus qui se produisent dans les atmosphères des planètes mais à une échelle beaucoup plus grande.
Le matériau plastique, appelé polystyrène, est composé de carbone et d’hydrogène (deux éléments abondants chez Uranus). Il a donc été principalement question d’induire des ondes de choc dans le matériau. La théorie implique du méthane, composé d'un atome de carbone et de quatre atomes d'hydrogène, qui réside dans l'atmosphère et crée des chaînes d'hydrocarbures qui se transforment en diamants lorsque la bonne quantité de chaleur et de pression est appliquée.
Cela se produit à plus de 8 000 kilomètres sous la surface de la planète, où les diamants jaillissent et finissent par former une pluie de diamants. Dominik Kraus, auteur principal de la Nature Astronomie article, a déclaré: «Lorsque j'ai vu les résultats de cette dernière expérience, ce fut l'un des meilleurs moments de ma carrière scientifique.» Ces minuscules diamants sont connus scientifiquement comme des nanodiamants.
On pense que la pluie de nanodiamants se produit également sur Neptune.
7 Uranus est l'endroit le plus froid du système solaire… parfois
Avec une température atmosphérique minimale de -224 degrés Celsius, Uranus reste à une distance moyenne de 2,9 milliards de kilomètres du Soleil et est parfois l'endroit le plus froid du système solaire.
D'autre part, Neptune conserve une distance moyenne de 4,5 milliards de kilomètres du Soleil et reste donc dans une lutte acharnée pour la planète la plus froide du monde. Selon vous, quelle planète est la plus froide, Neptune, avec une température moyenne de -214 degrés Celsius (U3), ou Uranus?
D'un point de vue logique, beaucoup choisiraient Neptune parce que c'est la planète la plus éloignée du Soleil. Mais ces gens auraient tort. Uranus donne son argent à Neptune afin de devenir le corps le plus froid du système solaire.
Actuellement, deux théories expliquent pourquoi Uranus est parfois la planète la plus froide du monde. Premièrement, Uranus semble avoir été écrasé par une collision antérieure, ce qui provoquerait une fuite de chaleur du noyau de la planète dans l'espace. Selon la deuxième théorie, l'atmosphère animée d'Uranus pendant son équinoxe pourrait dégager de la chaleur.
6 Pourquoi Uranus est-il bleu-vert?
En tant que l’un des deux seuls géants de la glace à l’extérieur du système solaire (Neptune étant l’autre), Uranus possède une atmosphère très similaire à celle de son frère Jupiter, essentiellement composée d’hydrogène et d’hélium avec un peu de méthane et d’ammoniac et d’eau en quantités infimes. . C'est le gaz méthane dans l'atmosphère qui donne à la planète ses belles teintes bleu-vert.
En absorbant la partie rouge de la lumière solaire, le méthane provoque une coloration bleu-vert sur le béhémoth glacé. La majeure partie de la masse d'Uranus - jusqu'à 80%, voire davantage - est maintenue fermement dans un noyau fluide constitué principalement d'éléments congelés et de composés tels que l'ammoniac, la glace à l'eau et le méthane.
5 Uranus pourrait cacher deux lunes
Lorsque Voyager 2 a survolé Uranus en 1986, il a découvert 10 nouvelles lunes et un total supplémentaire de 27. Cependant, si les scientifiques planétaires de l'Université de l'Idaho ont raison, la sonde a manqué quelques lunes au cours de sa mission historique.
En examinant les données du Voyager, les scientifiques planétaires Rob Chancia et Matthew Hedman ont découvert que deux anneaux autour de la planète, nommés Alpha et Beta, possédaient des ondulations. Des formes similaires ondulées avaient été causées auparavant par la gravité de deux lunes qui passaient, Ophelia et Cordelia, ainsi que d'une vingtaine de sphères et d'orbes se déplaçant autour du géant glacé.
On pense que les anneaux autour d’Uranus ont été formés par la gravité de ces petits corps qui glissent tout autour et forcent des particules de poussière et d’autres débris dans les anneaux minces que nous voyons aujourd’hui. La découverte de ces dernières tendances en matière d'ondulations suggère fortement l'existence de deux lunes inconnues.
Si ces lunes existent, Chancia pense qu’elles sont très petites, probablement entre 4 et 13,7 km de diamètre. En conséquence, la caméra de Voyager ne pouvait pas les voir ou apparaissait comme un bruit de fond dans les images.
Mark Showalter de la renommée SETI a déclaré: "Les nouvelles découvertes démontrent qu'Uranus possède un système jeune et dynamique d'anneaux et de lunes." En d'autres termes, il est assuré qu'Uranus continuera de nous émerveiller.
4 Le mystérieux champ magnétique d'Uranus
C'est bizarre. Les pôles magnétiques de la planète ne sont même pas sur le point de s'aligner sur ses pôles géographiques. Le champ magnétique d'Uranus est décalé de 59 degrés par rapport à l'axe de rotation de la planète et est déplacé de manière à ne pas traverser le centre de la planète.
À titre de comparaison, le champ magnétique terrestre n’est incliné que de 11 degrés et ressemble à un aimant-barreau, qui a un pôle Nord et un pôle Sud et est appelé champ dipolaire. Le champ magnétique d'Uranus est beaucoup plus complexe. Il comporte un composant dipolaire et une autre partie avec quatre pôles magnétiques.
Compte tenu de tous ces différents pôles magnétiques et de l’inclinaison majeure de la planète, il n’est pas étonnant que le champ magnétique varie considérablement selon les endroits. Par exemple, dans l'hémisphère sud, le champ magnétique d'Uranus n'a qu'un tiers de la force du champ terrestre. Cependant, dans l'hémisphère nord, le champ magnétique d'Uranus est presque quatre fois plus puissant que celui de la Terre.
Les scientifiques pensent qu’un grand volume d’eau salée sur Uranus donne l’impulsion nécessaire au champ magnétique de la planète. Ils pensaient autrefois que l'inclinaison de 59 degrés du champ magnétique d'Uranus et l'inclinaison de 98 degrés de son axe de rotation fourniraient à la planète une puissante magnétosphère. Mais ils avaient tort.
La magnétosphère d'Uranus est assez normale et ne diffère pas de celle des autres planètes. Les scientifiques tentent toujours de comprendre pourquoi. Ils ont découvert qu'Uranus avait des aurores semblables aux aurores boréales et septentrionales de la planète.
3 Sonde Voyager 2 et Uranus de la NASA
Lancée le 20 août 1977, la sonde spatiale Voyager 2 de la NASA est devenue le premier et à ce jour le seul engin spatial de la NASA à effectuer un survol d'Uranus, renvoyant les premières images en gros plan de la grande sphère bleue.
Au cours de sa longue mission, Voyager 2 a mené à bien le survol des quatre «géantes gazeuses», à commencer par Jupiter en juillet 1979, puis Saturne en août 1981, Uranus en janvier 1986 et Neptune en août 1989.
Voyager 1 a quitté notre système solaire pour s'aventurer dans l'espace interstellaire en 2012. Voyager 2 est toujours dans l'héliosheath, la région externe de la bulle du Soleil (ou héliosphère). Finalement, Voyager 2 volera également dans l'espace interstellaire.
2 pue d'Uranus
Une étude récente suggère que les nuages dans la haute atmosphère d'Uranus sont principalement composés de sulfure d'hydrogène, le composé chimique responsable de la mauvaise odeur des œufs pourris.Les scientifiques s’intéressent depuis longtemps à la composition de ces nuages, se demandant surtout s’ils sont principalement constitués de glace à sulfure d’hydrogène ou de glace à l’ammoniac comme celles de Saturne et de Jupiter.
Comme Uranus est si éloigné, il est au mieux difficile d’obtenir des observations très détaillées du géant des glaces. De plus, avec un seul survol de la planète par Voyager 2 en janvier 1986, les réponses à ces questions sont difficiles à trouver.
Les scientifiques ont utilisé le spectromètre de champ intégré dans l'infrarouge proche à Hawaii pour étudier la lumière solaire réfléchie par l'atmosphère située juste au-dessus du sommet des nuages d'Uranus. Ils ont détecté la signature pour le sulfure d'hydrogène. Leigh Fletcher, co-auteur de l'étude, a déclaré:
Il ne reste qu'une infime quantité de vapeur saturée au-dessus des nuages. C'est pourquoi il est si difficile de capturer les signatures de l'ammoniac et de l'hydrogène sulfuré au-dessus des ponts à nuages d'Uranus. Les capacités supérieures de Gemini nous ont finalement permis cette chance.
Les scientifiques supposent que les nuages d'Uranus et de Neptune se ressemblent beaucoup. Elles diffèrent probablement de celles de Saturne et de Jupiter en raison de leur cohésion beaucoup plus éloignée du Soleil que les deux géantes gazeuses. Patrick Irwin, auteur principal de l'étude, a déclaré: "Si un humain malheureux devait descendre un jour à travers les nuages d'Uranus, il se retrouverait dans des conditions très désagréables et odorantes."
Il a ajouté: "La suffocation et l'exposition dans l'atmosphère à -200 degrés Celsius, composées principalement d'hydrogène, d'hélium et de méthane, auraient des effets désastreux bien avant l'odeur."
1 Uranus est incliné sur le côté après de multiples impacts
Selon la plupart des gens, Uranus est un «système étrange» dans le système solaire et est souvent appelée «la planète inclinée». Les chercheurs affirment que des découvertes récentes jettent une lumière nouvelle sur l’histoire ancienne du géant glacé, y compris la formation et l’évolution de planètes géantes dans notre système solaire.
En 2011, Alessandro Morbidelli, alors responsable de l'étude, a déclaré: «La théorie classique de la formation des planètes suppose qu'Uranus, Neptune et les noyaux de Jupiter et de Saturne se soient formés en n'accrétant que de petits objets dans le disque protoplanétaire. Ils n'auraient pas dû subir de collisions géantes. "
Il a poursuivi: "Le fait qu'Uranus ait été touché au moins deux fois suggère que des impacts importants étaient typiques de la formation de planètes géantes. Il est donc nécessaire de réviser la théorie standard."
Uranus est vraiment étrange. Son axe de rotation est déformé par un absurde 98 degrés. La boule géante de gaz glacé roule sur le côté. Aucune autre planète du système solaire n’est aussi proche de 98 degrés.
Par exemple, la Terre est décalée de 23 degrés, tandis que le géant Jupiter n’est incliné que de 3 degrés. Les scientifiques ont longtemps cru qu'un impact important avait provoqué l'inclinaison massive d'Uranus. Mais après avoir exécuté une série de simulations informatiques complexes, ils ont peut-être découvert une explication plus appropriée.
Ils ont commencé la simulation en utilisant un modèle à impact unique dans les tout premiers jours du système solaire. Cela a montré que le plan équatorial fortement asymétrique serait traduit en lunes, les rendant tout aussi inclinées. Jusqu'ici, ils avaient raison, mais il y avait une surprise à venir.
Avec un modèle à collision unique, les lunes graviteraient dans la direction opposée à ce qu'elles font aujourd'hui. Pas bon. Les chercheurs ont donc peaufiné les paramètres du programme pour simuler un impact avec deux corps. Ils ont découvert qu'un minimum de deux collisions plus petites expliqueraient les mouvements des lunes telles qu'elles sont aujourd'hui. De toute évidence, des recherches supplémentaires seront nécessaires pour vérifier ces résultats.