Pourquoi Neptune est plus bleue qu’Uranus
Neptune et Uranus sont si semblables que les scientifiques qualifient parfois ces planètes lointaines et glacées de jumelles planétaires. Mais ces géantes de glace ont une grande différence : leur couleur.
De nouvelles observations effectuées par des télescopes spatiaux et terrestres ont révélé ce qui se cache derrière cette différence de ton.
Les planètes les plus éloignées du soleil dans notre système solaire, Neptune et Uranus ont des tailles, des masses et des conditions atmosphériques similaires. Si l’on observe les deux planètes côte à côte, ce qui a été rendu possible après que la sonde Voyager 2 de la NASA les a survolées dans les années 1980, Neptune a un aspect bleu vif. Uranus est d’un bleu cyan plus pâle.
Les astronomes ont utilisé le télescope Gemini Nord et la NASA Infrared Telescope Facility, tous deux situés à Hawaï, ainsi que le télescope spatial Hubble pour créer un modèle qui pourrait correspondre aux observations de Neptune et Uranus.
Les scientifiques ont déterminé qu’un excès de brume s’accumule dans l’atmosphère d’Uranus, ce qui lui donne un aspect plus léger. Cette brume est plus épaisse sur Uranus qu’une couche atmosphérique similaire sur Neptune, ce qui blanchit l’apparence d’Uranus de notre point de vue.
Sans cette brume dans l’une ou l’autre des atmosphères planétaires, les astronomes pensent que les deux planètes seraient d’un bleu presque identique. Une étude détaillant les résultats publiés mardi dans le Journal of Geophysical Research : Planets.
Les tentatives précédentes pour comprendre cette différence se sont concentrées sur les atmosphères planétaires supérieures à des longueurs d’onde spécifiques de la lumière.
« C’est le premier modèle à s’adapter simultanément aux observations de la lumière solaire réfléchie de l’ultraviolet aux longueurs d’onde du proche infrarouge », a déclaré dans un communiqué l’auteur principal de l’étude, Patrick Irwin, professeur de physique planétaire à l’Université d’Oxford. « C’est aussi la première à expliquer la différence de couleur visible entre Uranus et Neptune ».
Le modèle a également sondé les couches atmosphériques plus profondes qui comprennent des particules de brume, en plus des nuages de glaces de méthane et de sulfure d’hydrogène.
Les nouvelles observations du télescope Gemini Nord, situé près du sommet du Mauna Kea à Hawaï, ont été associées à d’autres données d’archives du télescope. L’équipe a analysé trois couches d’aérosols à différentes hauteurs sur Uranus et Neptune. La couche intermédiaire de particules de brume est celle qui a le plus d’impact sur la couleur.
Sur les deux planètes, la couche intermédiaire est celle où la glace de méthane se transforme en averses de neige de méthane. L’atmosphère de Neptune est plus turbulente et plus active que celle d’Uranus, qui est lente et paresseuse. Les particules de méthane et les averses de neige empêchent donc la formation d’une brume sur Neptune.
Les scientifiques pensent que ce modèle pourrait également aider à expliquer pourquoi les taches sombres apparaissent sur Neptune, mais sont moins fréquentes sur Uranus. Cela est probablement dû au fait que la couche atmosphérique la plus profonde s’assombrit, ce qui serait plus visible sur Neptune.
« Nous espérions que le développement de ce modèle nous aiderait à comprendre les nuages et les brumes dans les atmosphères des géantes de glace », a déclaré dans un communiqué le coauteur de l’étude, Mike Wong, astronome à l’Université de Californie, Berkeley. « Expliquer la différence de couleur entre Uranus et Neptune était un bonus inattendu ! ».
Nous pourrions en apprendre davantage sur ces mondes mystérieux, qui n’ont jamais été visités que par Voyager 2 lors de rapides survols.
L’étude décennale sur les planètes, publiée en avril, recommande la première sonde et le premier orbiteur dédiés à Uranus comme prochaine grande mission de la NASA. Les auteurs du rapport voient dans Uranus Orbiter and Probe un moyen de révolutionner la connaissance que les astronomes ont des géantes de glace.