URANUS

SymboleSymbole Uranus
Découvreur / Date de découverteWilliam Herschel / 13 mars 1781
Rayon(équatorial)25 656 km (4,007 Terres)
Masse8,6832×1025kg (14,536 Terres)
Période de rotation (jour sidéral)– 0,718 jour (sens rétrograde)
Période de révolution30 708,16 jours (84 ans 27 jours)
Aphélie3 004 419 704 km (20,08 ua)
Périhélie2 748 938 461 km (18,38 ua)
Température moyenne (surface)68°K = – 205°C
Satellites connus27

Planète géante gazeuse du système solaire

La planète Uranus met 84 ans pour parcourir son orbite autour du Soleil, faiblement elliptique (excentricité de 0,046) et peu inclinée sur l’écliptique (0,77o). Le demi-grand axe vaut 19,2 unités astronomiques, soit 2,87 milliards de kilomètres.

Globalement, Uranus s’apparente à Neptune, moins massive mais légèrement plus grande : la masse de la planète vaut 14,5 masses terrestres (8,68×1025 kg), son rayon équatorial 25 559 km, le rayon polaire étant aplati de 2,3 %.

Uranus a été découverte par hasard par l’astronome anglais William Herschel le 13 mars 1781. La magnitude de – 5,5 place Uranus à la limite de ce que peut détecter l’œil humain par une très belle nuit. Un petit télescope est nécessaire pour distinguer le disque planétaire, verdâtre, de moins de 4” de diamètre.

Depuis les observations menées en janvier 1986 par Voyager 2, unique sonde à avoir survolé la planète, seul le télescope spatial Hubble en orbite autour de la Terre est à même de distinguer des détails sur le disque planétaire.

Une planète géante atypique

La rotation propre de la planète est atypique : incliné à 97,9°, l’axe de rotation s’inscrit presque dans le plan de l’orbite. Comme cet axe garde une direction fixe tout au long de l’année uranienne, les pôles pointent alternativement vers le Soleil, pendant des ” saisons ” de 42 ans. Cette situation résulte du basculement de l’axe de rotation, à l’origine quasi perpendiculaire au plan de l’orbite, sûrement provoqué par l’effet cumulatif des perturbations des paramètres orbitaux d’Uranus par les géantes Jupiter et Saturne. Une collision gigantesque entre Uranus et un corps de la taille de la Terre pourrait aussi expliquer ce phénomène, mais cette dernière hypothèse est moins plausible.

Une autre particularité qui distingue Uranus parmi les planètes géantes est de ne pas rayonner plus d’énergie que le Soleil ne lui en envoie. En fait, Uranus, la moins massive des quatre géantes, s’est refroidie plus rapidement depuis sa formation il y a 4,5 milliards d’années. Il semble que, contrairement à Neptune, aucun mécanisme de transfert d’énergie n’a pris le relais pour évacuer de l’énergie du centre de la planète vers les couches extérieures. Cette absence de source interne entraîne l’absence de mouvements de convection dans l’atmosphère planétaire, et explique l’aspect très lisse des images planétaires.

L’atmosphère d’Uranus est composée essentiellement d’hydrogène (83 %), d’hélium (15 %) et de méthane (2 %). Le rayonnement thermique de la planète correspond à celui d’un corps noir d’une température de 59 K (- 214 °C). Cette température est identique à celle de Neptune, pourtant 1,5 fois plus éloignée du Soleil.

Malgré une insolation aux pôles largement supérieure à celle de l’équateur, la température y est inférieure, sans que l’on comprenne le mécanisme de circulation impliqué dans ce bilan thermique.

Comme pour Neptune, l’atmosphère s’étend sur environ 30 % du rayon planétaire ; elle ne représente donc qu’une petite fraction de la masse totale de la planète, contrairement à Jupiter et à Saturne essentiellement composées d’hydrogène et d’hélium. En fait, Uranus et Neptune s’apparentent aux noyaux des géantes Jupiter et Saturne, composés de glaces d’eau, d’ammoniac et de méthane, ainsi que de roches. On ne sait pas si une gangue de glace entoure le noyau de roches, ou bien si les deux phases sont mélangées. On suppose que la croissance de ces deux planètes les plus externes du système solaire fut limitée lors de la formation du système solaire par la moindre densité de matériau disponible dans les régions périphériques de la nébuleuse primitive. L’axe du champ magnétique d’Uranus est incliné de 60° par rapport à l’axe de rotation. Sa source serait située non pas dans le noyau planétaire mais dans des couches plus superficielles.

Les satellites et les anneaux

Uranus, comme les autres géantes, possède un système d’anneaux ainsi qu’un cortège de satellites. Les anneaux d’Uranus apparaissent très sombres, ne réfléchissant qu’environ 5 % de la lumière solaire, semblables en cela à ceux de Jupiter ; ils sont donc composés essentiellement de poussières. On a dénombré 11 anneaux, tous très fins. La technique d’occultation stellaire a permis la découverte de 9 d’entre eux en 1977, alors que seuls les anneaux de Saturne étaient connus. Les images de Voyager 2 ont révélé les deux composantes les moins brillantes. Les rayons de ces anneaux varient entre 1,6 et 2 rayons planétaires. Leur épaisseur radiale ne dépasse pas 12 km, sauf la composante la plus interne (2 500 km) et la composante la plus externe (100 km). Cette dernière, l’anneau epsilon, apparaît la plus brillante car s’y trouvent en plus des poussières des blocs de glace jusqu’à 10 m de diamètre.

Parmi les cinq satellites majeurs d’Uranus observables depuis la Terre, Miranda se distingue par l’extrême diversité de sa surface. Malgré un diamètre de seulement 484 km, trop petit pour engendrer une activité interne intense, on y trouve tout l’éventail des formations géologiques observées à la surface des satellites : des régions vieilles, très cratérisées, jouxtent des régions plus jeunes traversées par des failles, des plateaux, des falaises, des canyons…

En plus des cinq satellites identifiés depuis la Terre, Voyager 2 a permis la découverte de dix nouveaux satellites, petits et proches de la planète. Parmi eux, Cordelia et Ophelia jouent le rôle de satellites bergers pour les anneaux. On peut remarquer que, contrairement aux autres satellites du système solaire dont les noms sont issus de la mythologie classique, ceux d’Uranus portent des noms provenant des écrits de Shakespeare et de Pope.