Le système solaire

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Uranus

Septième planète en s'éloignant du Soleil Uranus fut la première à être découverte au moyen d'un télescope. Les six planètes les plus rapprochées du Soleil de même que leur nature "errante" étaient en effet déjà connues à l'époque des Sumériens, au troisième millénaire avant J.-C.

Notablement plus petite que Jupiter et Saturne, Uranus est néanmoins classée dans la catégorie des géantes gazeuses.

Quelques chiffres
  Valeurs
relatives		 Valeurs
absolues
Orbite 19.2 UA 2'875'000'000 km
Masse 14.56 8.70 x 1025 kg
Diamètre 4.01 51'108 km
Révolution   84.07 ans
Rotation   17h 23'
Inclinaison   0.48°
Excentricité   0.046
Densité   1.30
 Uranus

 

Découverte

Musicien allemand installé en Angleterre, William Herschel délaissait volontiers son orgue, pour se livrer intensément à l'astronomie. Il revendiquera toujours son statut d'amateur indépendant, même quand sa notoriété devint telle que le roi le couvrit d'honneurs et de crédits.

Il construisait lui-même, et en nombre, des télescopes à miroirs dont un engin d'un diamètre de 1,20 mètres et de 12 mètres de focale, qui restera longtemps le plus grand du monde.

Avec sa sœur Caroline, il se livra à une étude systématique du ciel, publiant plusieurs catalogues et dressant le premier modèle de notre galaxie.

En mars 1781, il découvrit Uranus qu'il prit d'abord pour une comète. Il est intéressant de noter que l'astre avait déjà été catalogué auparavant, mais aucun des observateurs précédents n'en avait soupçonné la nature planétaire.

 

Urafamille

Exploration

Voyager 2 est la seule sonde qui ait, à ce jour, approché Uranus. Après avoir visité successivement Jupiter et Saturne et profitant d'un alignement exceptionnel des planètes extérieures elle passa, le 24 janvier 1986, à 81'500 km de la planète, engrangeant au passage, outre une moisson d'images et de données, une impulsion supplémentaire qui devait la mettre sur le chemin de Neptune

 

Orbite

Bien avant le passage de Voyager 2, les astronomes savaient, grâce à l'observation de ses satellites, que l'axe de rotation d'Uranus est pratiquement parallèle (à 8° près) au plan de l'écliptique. On pense que ce phénomène est du à une violente collision qui s'est produite très tôt dans le processus de formation de la planète. Celle-ci a donc la particularité de présenter alternativement ses pôles au Soleil. La rotation, qui dure 17,23 heures n'y a que peu d'influence sur la durée du jour. C'est la révolution autour du Soleil qui définit des jours et des nuits de 42 ans. Malgré cela la température, très basse, reste relativement uniforme grâce à la circulation atmosphérique.

 

Composition

Comme Jupiter et Saturne, Uranus possède un noyau solide formé de fer et de silicates au centre duquel, sous une pression de 6 millions de bars, on mesurerait une température de l'ordre de 10'000 degrés.

Ce noyau est entouré d'une couche fluide composée essentiellement de glaces d'eau de méthane et d'ammoniaque. La pression sur Uranus, à la différence de ce qui se passe sur les "vraies" géantes gazeuses Jupiter et Saturne, n'est pas suffisante pour que l'on y trouve de l'hydrogène métallique liquide.

L'atmosphère ne contribue qu'au 30% de la masse totale. Elle est essentiellement composée d'hydrogène (83%), d'hélium (15%) et de méthane.

 

Vents

Les premières images transmises par Voyager, montraient une planète bleue, sans détails apparents. Pas de traces de taches ovales laissant supposer une activité cyclonique. On a pu toutefois mettre en évidence, déjà sur les clichés de Voyager puis sur des images prises par le HST, la présence de bandes parallèles analogues à celles qui nous sont familières sur Jupiter et Saturne. Elles sont le témoin de l'activité de l'atmosphère d'Uranus.

Nuages

Le télescope spatial (voir les images ci-dessus) a même pu y photographier le déplacement de deux nuages brillants.

 

Anneaux

Le passage d'Uranus devant l'étoile SAO 158887, en mars 1977, permit aux astronomes de découvrir des anneaux autour d'Uranus. Les ingénieurs du JPL eurent donc tout loisir de programmer Voyager 2 qui les a observés en détail.

A ce jour on en a repéré 11, étroits (la plupart mesurent moins de 10 km de large) et très peu lumineux. Ils sont formés de petits fragments de roche ou de glace dont les dimensions vont de la poussière à une dizaine de mètres.
Anneau Distance
[km]		 Largeur
[km]
1986 U2R 38'000 2'500
C 74'500 17'500
B 92'000 25'500
A 122'200 14'600
F 140'210 500
G 165'800 8'000
E 180'000 300'000
A 122'200 14'600
F 140'210 500
G 165'800 8'000
E 180'000 300'000
E 180'000 300'000
Anneaux

Leurs limites abruptes sont dues à l'influence gravitationnelle de "satellites bergers". L'image ci-dessous montre l'anneau Epsilon et ses deux satellites bergers Cordelia et Ophelia.

Bergers

 

Stellites

A ce jour, 21 satellites d'Uranus ont été découverts dont deux en 1787 par Herschel, deux en 1851 par Lassel et un en 1948 par Gerard Kuiper. Entre 1985 et 1986 la sonde Voyager en trouva dix autres. En 1997 Brett Gladman, à l'aide du télescope Hale, repéra Calibran et Sycorax. L'analyse minutieuse des photographies prises en 1986 par Voyager 2 permit à Erich Karkoschka de mettre en évidence en 1999, sur une orbite proche de Belinda, un nouveau venu qui n'a pas encore reçu d'autre appellation que son code "1986 U10". Enfin, c'est à l'aide des grands télescopes terrestres que l'on a repéré en 1999 Setebos, Prospero et Stephano.

Satellites Diamètre
[km]		 Distance
[km]		 Masse
[kg]		 Découverte
Cordelia 13 49'750   1986
Ophelia 16 53'760   1986
Bianca 22 59'160   1986
Cressida 33 61'770   1986
Desdemona 29 62'660   1986
Juliet 42 64'360   1986
Portia 55 66'100   1986
Rosalind 27 69'930   1986
1986 U10 40 75'000   1999
Belinda 34 75'260   1986
Puck 77 86'010   1985
Miranda 235.8 129'780 6.30 x 1019 1948
Ariel 578.5 191'240 1.27 x 1021 1851
Umbriel 584.7 265'970 1.27 x 1021 1851
Titiana 788.9 435'840 3.49 x 1021 1787
Obéron 761.4 582'600 3.03 x 1021 1787
Caliban 49 7'169'000   1997
Stephano 10 7'948'000   1999
Sycorax 95 12'213'000   1997
Prospero 15 16'568'000   1999
Setebos 15 17'681'000   1999

Lors de son passage, la sonde Voyager 2 s'est particulièrement intéressée aux plus grands satellites, ceux dont on connaissait déjà l'existence. Tous sont composées d'un mélange de glace d'eau et de roches, d'où une densité relativement faible ( 1.3 à 1.7 ). Aucun ne possède d'atmosphère ni de champ magnétique.

Urafamille Les nécessités de la trajectoire (Neptune était l'étape suivante) amena la sonde à frôler Miranda, le plus petit des grands compagnons d'Uranus. Il en résultat des clichés dont certains ont une résolution inférieure au kilomètre et qui surprirent les astronomes. On observe une surface fortement perturbée. Plusieurs théories s'affrontent encore pour tenter d'expliquer ces étranges structures : Eclatement après impacts puis recomposition, compression de la croûte par des fragments très denses ou émergence d'eau qui a formé des arêtes en gelant.

 

Champ magnétique

Uranus possède un champ magnétique complexe dû probablement à sa rotation rapide et à la présence d'un intérieur fluide. Il présente la particularité d'avoir un axe décalé de 60° avec l'axe de rotation de la Planète. D'autre part, l'axe magnétique ne passe pas, loin s'en faut (8000 km), par le centre de la planète.

  Champmagnétique

 

Observation

Si l'on connaît sa position, il est relativement aisé de repérer Uranus avec un instrument d'amateur. La planète se présente sous la forme d'un petit disque bleu-verdâtre, de 4 secondes d'arc, ce qui la rend facilement reconnaissable au milieu des étoiles environnantes.

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SAVAR Update: 25 mars 2005 : J. Zufferey
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