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Des changements étonnants dans les températures de Neptune

logo de Radio-Canada.ca Radio-Canada.ca 2022-04-11 Alain Labelle

Une baisse surprenante des températures atmosphériques globales de Neptune a été constatée sur une période de 17 ans grâce aux données recueillies par des télescopes spatiaux et terrestres, notamment le Très Grand Télescope (TGT) de l'Observatoire européen austral (ESO), installé au Chili.

Cette baisse a été suivie d'un réchauffement notable au pôle Sud, une constatation tout aussi étonnante.

Ces observations ont été réalisées par une équipe internationale d’astronomes qui a analysé près de 100 images infrarouges thermiques de Neptune dans le but de reconstituer les tendances générales de la température de la huitième planète à partir du Soleil.

Images thermiques de Neptune prises entre 2006 et 2020 © ESO/M. Roman, NAOJ/Subaru/COMICS Images thermiques de Neptune prises entre 2006 et 2020

Neptune 101

  • Le diamètre de la planète est de 49 244 km, soit environ quatre fois celui de la Terre.
  • Sa température varie entre -218 et -200 °C.
  • Cette planète se trouve à une distance de 4,5 milliards de kilomètres du Soleil (en moyenne).
  • Elle possède 14 lunes.
  • Comme Uranus, c’est une géante de glace. Elle est surtout composée d'eau, d'ammoniac et de méthane.
  • Elle possède très probablement un noyau solide de silicate et de fer.
  • Son atmosphère, épaisse de plus de 8000 km, est composée principalement de dihydrogène (85 %), d'hélium (13 %) et de méthane (2 %).
  • La couleur bleue de Neptune provient principalement du méthane, qui absorbe la lumière dans les longueurs d'onde du rouge.
  • Les vents de Neptune sont les plus rapides du système solaire et atteignent 2000 km/h.
  • La planète possède un système d'anneaux très fins et peu visibles.

Des saisons de 40 ans

L'été est arrivé dans l'hémisphère sud de Neptune depuis 2005. Les scientifiques ont donc profité de l'occasion pour étudier l'évolution des températures après le solstice d'été austral.

Il faut savoir que, comme la Terre, Neptune connaît des saisons lorsqu'elle tourne autour du Soleil. Cependant, une saison de Neptune dure environ 40 ans, une année neptunienne durant 165 années terrestres.

Les chercheurs ont mesuré la température de Neptune à partir de toutes les images prises au cours des deux dernières décennies par les caméras thermiques des télescopes spatiaux et terrestres. Ils ont ainsi analysé la lumière infrarouge émise par la stratosphère de la planète, ce qui leur a permis de dresser un tableau de la température de Neptune et de ses variations pendant une partie de son été austral.

Images de Neptune captées par le Très Grand Télescope et par Hubble © ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA, ESA, and M.H. Wong and J. Tollefson (UC Berkeley) Images de Neptune captées par le Très Grand Télescope et par Hubble

Les données recueillies montrent que, malgré l'arrivée de l'été austral, la vaste majorité de la planète s'est progressivement refroidie au cours des deux dernières décennies. Ainsi, la température moyenne globale de Neptune a baissé de 8 °C entre 2003 et 2018.

Ce changement est inattendu», explique Michael Roman, postdoctorant à l'Université de Leicester, au Royaume-Uni. Comme nous avons observé Neptune au début de son été austral, nous nous attendions à ce que les températures se réchauffent lentement et non à ce qu'elles se refroidissent.»

En outre, les astronomes ont été surpris de découvrir un réchauffement spectaculaire du pôle Sud de Neptune au cours des deux dernières années d’observations. Les températures y ont rapidement augmenté de 11 °C entre 2018 et 2020.

Bien que le vortex polaire chaud de Neptune soit connu depuis de nombreuses années, un réchauffement polaire aussi rapide n'avait jamais été observé auparavant sur cette planète», notent les chercheurs, dont le détail des travaux est publié dans The Planetary Science Journal (en anglais).

Difficile à expliquer

Les astronomes ne savent pas encore comment expliquer les variations de température de Neptune.

Elles pourraient être dues à des changements dans la chimie de la stratosphère de Neptune, à des phénomènes météorologiques aléatoires ou même au cycle solaire», estiment-ils.

D’autres données seront recueillies au cours des prochaines années et pourront peut-être aider à expliquer ces fluctuations.

Les futurs télescopes terrestres comme le Télescope géant européen de l'ESO pourraient permettre d'observer les changements de température de ce type de manière plus détaillée, tandis que le télescope spatial James Webb de la NASA-ESA-ASC fournira de nouvelles cartes sans précédent de la chimie et de la température de l'atmosphère de Neptune.

Tout cela laisse entrevoir une image plus complexe de l'atmosphère de Neptune et de la façon dont elle évolue avec le temps», explique-t-il.

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