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Neptune

Neptune
Neptune

Planète du Système solaire située au-delà d'Uranus, découverte en 1846 par l'astronome allemand Galle grâce aux calculs de Le Verrier.

Une autre planète bleue

Gravitant à 4,5 milliards de kilomètres du Soleil, sur une très longue orbite quasi circulaire qu'elle parcourt en presque 165 ans, Neptune est la plus lointaine des quatre planètes géantes du Système solaire. Comme chacune de celles-ci, elle tourne rapidement sur elle-même (en 16,1 h), possède une épaisse atmosphère à base d'hydrogène et d'hélium, est entourée d'anneaux et est accompagnée de nombreux satellites. Par son diamètre (voisin de 50 000 km), sa masse (17 fois celle de la Terre), sa structure et sa composition chimique, elle s'apparente plus particulièrement à Uranus.

Invisible à l'œil nu de la Terre, la planète était inconnue des Anciens. Sa découverte a marqué le triomphe de la mécanique céleste. Comme Uranus, Neptune a surtout été révélée par la sonde américaine Voyager 2. Celle-ci l'a survolée le 25 août 1989 en s'approchant à 4 900 km seulement de son pôle Nord. Les spécialistes ont découvert alors la seconde planète bleue du Système solaire. Sa teinte bleue intense n'est toutefois pas due, comme pour la Terre, à la présence à sa surface d'eau à l'état liquide, mais à une quantité importante de méthane gazeux dans son atmosphère.

 

CARACTÉRISTIQUES PHYSIQUES DE NEPTUNE
diamètre équatorial (3,81 fois celui de la Terre)
aplatissement
masse par rapport à celle de la Terre
densité moyenne
période de rotation sidérale
inclinaison de l'équateur sur l'orbite
albédo

49 600 km
0,02
17
1,6
16 h
29°
0,53


CARACTÉRISTIQUES ORBITALES DE NEPTUNE
demi grand axe de l'orbite
excentricité
inclinaison sur l'écliptique
période de révolution sidérale
vitesse orbitale moyenne

4 504 000 000 km, soit 30 ,109 6 ua
0,009
1°47'
164 ans 280,3 j
5,43 km/s

Atmosphère

L'atmosphère de Neptune est, à l'instar de celle de Jupiter, le siège de phénomènes dynamiques intenses et complexes. La forte inclinaison de la planète sur le plan de l'écliptique lui confère des effets saisonniers importants qui peuvent aussi être responsables des variations temporelles observées. L'active circulation atmosphérique de Neptune est à rapprocher également de l'intense source d'énergie interne dont bénéficie la planète : celle-ci émet, en effet, 2,8 fois plus d'énergie qu'elle n'en reçoit du Soleil. Sans doute l'intérieur de l'astre se refroidit-il encore lentement, libérant ainsi l'énergie thermique accumulée lors de sa formation.

Composée majoritairement d'hydrogène et d'hélium, l'atmosphère de Neptune renferme aussi d'autres constituants. Dans les couches supérieures, le méthane est dissocié par le rayonnement ultraviolet du Soleil, produisant divers hydrocarbures tels l'éthane et l'acétylène, tous deux détectés dans l'infrarouge depuis la Terre. Le satellite d'astronomie infrarouge ISO y a révélé aussi la présence de vapeur d'eau et de gaz carbonique, déjà détectés dans l'atmosphère d'autres planètes géantes. Enfin, des observations dans le domaine de la radioastronomie millimétrique ont permis d'y trouver des composants inattendus, tels l'acide cyanhydrique et le monoxyde de carbone. Leur présence pourrait impliquer celle d'azote (très difficile à détecter par la spectroscopie) en quantités significatives, et cela serait alors l'indice que Neptune a connu un mécanisme de formation différent de celui des autres planètes géantes, en particulier d'Uranus.

Structure interne et champ magnétique

À l'instar des autres planètes géantes du Système solaire, Neptune s'est formée par l'agglomération progressive de petits corps en un noyau massif de glaces et de roches (→ accrétion). Ce noyau a ensuite attiré par gravité le gaz environnant, engendrant ainsi l'atmosphère de la planète. Mais, comme dans le cas d'Uranus, le processus n'atteignit pas la même ampleur que sur Jupiter et Saturne : l'atmosphère de Neptune représente sans doute moins de 40 % de la masse totale de la planète. La structure interne de Neptune est vraisemblablement analogue à celle d'Uranus : une enveloppe extérieure d'hydrogène et d'hélium ; en-dessous, un noyau de « glaces », c'est-à-dire en fait un fluide chaud à base d'eau, de méthane, et d'ammoniac. Au centre, où régneraient une pression de plusieurs mégabars et une température de plusieurs milliers de degrés, peut-être existe-t-il un cœur formé d'éléments plus lourds (métaux et roches), mais cette différenciation n'est pas certaine.

Comme Uranus, Neptune présente la particularité d'avoir un champ magnétique fortement incliné par rapport à son axe de rotation (47°). Ce champ est engendré, comme celui d'Uranus, par effet dynamo au sein de l'intérieur fluide de l'astre, et alimenté par la rotation rapide de la planète. La magnétosphère de Neptune présente de grandes similitudes avec celle de la Terre (→ géomagnétisme).

Anneaux et satellites

Neptune possède un système de six anneaux, révélé par la caméra de Voyager 2. Ces anneaux sont de largeur et d'épaisseur variables et certains d'entre eux présentent par endroits d'étonnantes concentrations de matière, qui se manifestent sous la forme d'arcs plus brillants.

Antérieurement au survol de Neptune par Voyager 2, on ne connaissait à la planète que deux satellites : Triton, découvert en 1846 par le Britannique W. Lassell, et Néréide, identifié en 1949 par l'Américain G. Kuiper. Leurs trajectoires sont assez inhabituelles : une orbite quasi circulaire mais inclinée de 159° par rapport au plan équatorial de Neptune pour Triton, et une orbite très allongée et inclinée de 27° sur ce même plan équatorial pour Néréide. Ces particularités donnent à penser que l'histoire des deux corps n'a pas toujours été liée à celle de Neptune : il s'agit sans doute d'anciens astéroïdes qui ont été capturés par sa force de gravitation.

Plus près de Neptune, Voyager 2 a découvert six autres satellites : Protée, Larissa, Despina, Galatée, Thalassa et Naïade, par ordre de distance croissante à la planète. Cinq autres petits satellites, beaucoup plus éloignés de la planète, ont été découverts depuis 2002. Contrairement à Triton et Néréide, ils gravitent tous dans le plan équatorial de Neptune, ce qui suggère qu'ils se sont formés en même temps que la planète, dans le disque de matière dont elle est issue. Certains jouent sans doute le rôle de « gardiens » des anneaux, leur attraction gravitationnelle ayant pour effet de confiner la matière des anneaux entre d'étroites limites.

LES SATELLITES NATURELS DES PLANÈTES DU SYSTÈME SOLAIRE
TERRE
Nom Année de découverte Période de révolution sidérale (jours)
(r) = dans le sens rétrograde
Demi-grand axe de l'orbite Diamètre (km) Densité
(eau = 1)
(103km) (en rayons de la planète)
Lune     27,3217 384,4 60,268 3 476 3,34

MARS

Nom Année de découverte Période de révolution sidérale (jours)
(r) = dans le sens rétrograde
Demi-grand axe de l'orbite Diamètre (km) Densité
(eau = 1)
(103km) (en rayons de la planète)
Phobos I 1877 0,319 9,38 2,76 27×21×19 1,9
Deimos II 1877 1,262 23,46 6,91 15×12×11 1,8

JUPITER

Nom Année de découverte Période de révolution sidérale (jours)
(r) = dans le sens rétrograde
Demi-grand axe de l'orbite Diamètre (km) Densité
(eau = 1)
(103 km) (en rayons de la planète)
Métis XVI 1979 0,295 128 1,79 40 -
Adrastée XV 1979 0,298 129 1,8 26×20×16 -
Amalthée V 1892 0,498 181,4 2,54 262×146×134 3,1
Thébé XIV 1979 0,674 221,9 3,11 110×110×90 -
Io I 1610 1,769 421,6 5,91 3 643 3,53
Europe II 1610 3,551 670,9 9,4 3 122 3,01
Ganymède III 1610 7,155 1 070,40 14,97 5 262 1,94
Callisto IV 1610 16,689 1 882,70 26,33 4 821 1,83
Themisto XVIII 1975/2000 130 7 507 105 ~ 8 -
Léda XIII 1974 240,9 11 170 156,2 10 -
Himalia VI 1904 250,6 11 460 160,3 170 -
Lysithea X 1938 259,2 11 720 163,9 24 -
Elara VII 1905 259,7 11 740 164,2 80 -
S/2000 J11   2000 287 12 560 175,7 ~ 4 -
Carpo XLVI 2003 456,5 17 100 239,2 ~ 6 -
S/2003 J3   2003 504,0 (r) 18 340 256,5 ~ 4 -
S/2003 J12   2003 533,3 (r) 19 000 265,8 ~ 2 -
Euporie XXXIV 2001 553,1 (r) 19 390 271,2 ~ 2 -
Mneme XL 2003 599,0 (r) 20 600 288,1 ~ 4 -
Thelxinoe XLII 2003 601,0 (r) 20 700 289,5 ~ 4 -
S/2003 J18   2003 606,3 (r) 20 700 289,5 ~ 4 -
Helike XLV 2003 617,3 (r) 20 980 293,5 ~ 8 -
S/2003 J16   2003 595,4 (r) 21 000 293,7 ~ 4 -
Euanthe XXXIII 2001 620,0 (r) 21 030 294 ~ 3 -
Harpalyke XXII 2000 623,3 (r) 21 110 295,3 ~ 4 -
Praxidike XXVII 2000 625,3 (r) 21 150 295,8 ~ 4 -
Orthosie XXXV 2001 623,0 (r) 21 170 296,1 ~ 2 -
Hermippe XXX 2001 631,9 (r) 21 250 297,2 ~ 4 -
Iocaste XXIV 2000 631,5 (r) 21 270 297,5 ~ 5 -
Ananke XII 1951 629,8 (r) 21 280 297,7 20 -
Thyone XXIX 2001 632,4 (r) 21 310 298,1 ~ 4 -
S/2003 J15   2003 668,4 (r) 22 000 307,7 ~ 4 -
S/2003 J17   2003 690,3 (r) 22 000 307,7 ~ 4 -
Kallichore XLIV 2003 683,0 (r) 22 400 313,3 ~ 4 -
S/2003 J9   2003 683,0 (r) 22 440 313,9 ~ 2 -
S/2003 J19   2003 701,3 (r) 22 800 318,9 ~ 4 -
Arche XLIII 2002 723,9 (r) 22 930 320,7 ~ 3 -
Pasithee XXXVIII 2001 716,3 (r) 23 030 322,1 ~ 2 -
Kale XXXVII 2001 720,9 (r) 23 120 323,4 ~ 2 -
Chaldene XXI 2003 723,8 (r) 23 180 324,2 ~ 4 -
Eurydome XXXII 2001 720,8 (r) 23 220 324,8 ~ 3 -
Isonoe XXVI 2000 725,5 (r) 23 220 324,8 ~ 4 -
S/2003 J4   2003 723,2 (r) 23 260 325,4 ~ 4 -
Erinome XXV 2000 728,3 (r) 23 280 325,6 ~ 3 -
Taygete XX 2000 732,2 (r) 23 360 326,7 ~ 5 -
Carme XI 1938 743,2 (r) 23 400 327,3 30 -
Aitne XXXI 2001 741,0 (r) 23 550 329,4 ~ 3 -
Kalyke XXIII 2000 743,0 (r) 23 580 329,8 ~ 5 -
Pasiphae VIII 1908 743,6 (r) 23 620 330,4 ~ 36 -
Sponde XXXVI 2001 749,1 (r) 23 810 333 ~ 2 -
Megaclite XIX 2000 252,8 (r) 23 810 333 ~ 5 -
Aoede XLI 2003 748,8 (r) 23 810 333 ~ 8 -
Sinope IX 1914 758,9 (r) 23 940 334,9 28 -
Cyllene XLVIII 2003 737,8 (r) 24 000 335,7 ~ 4 -
S/2003 J23   2003 759,7 (r) 24 060 336,5 ~ 4 -
S/2003 J5   2003 759,7 (r) 24 080 336,8 ~ 8 -
Callirrhoe XVII 1999 758,8 (r) 24 100 337,1 ~ 8 -
Autonoe XXVIII 2001 765,1 (r) 24 120 337,4 ~ 4 -
S/2003 J10   2003 767,0 (r) 24 250 339,2 ~ 4 -
Hegemone XXXIX 2003 781,6 (r) 24 510 342,8 ~ 6 -
Eukelade XLVII 2003 781,6 (r) 24 560 343,5 ~ 8 -
S/2003 J14   2003 807,8 (r) 25 000 349,7 ~ 4 -
S/2003 J2   2003 982,5 (r) 28 570 399,6 ~ 4 -

SATURNE

Nom Année de découverte Période de révolution sidérale (jours)
(r) = dans le sens rétrograde
Demi-grand axe de l'orbite Diamètre (km) Densité
(eau = 1)
(103 km) (en rayons de la planète)
Pan XVIII 1981/1990 0,575 133,6 2,22 20 0,6
Daphnis XXXV 2005 0,594 136,5 2,26 ~ 7 -
Atlas XV 1980 0,602 137,7 2,28 37×34×26 0,6
Prométhée XVI 1980 0,613 139,4 2,28 148×100×68 0,6
Pandore XVII 1980 0,629 141,7 2,35 110×88×62 0,6
Épiméthée XI 1980 0,694 151,4 2,51 138×110×110 0,6
Janus X 1966/1980 0,695 151,5 2,51 194×190×154 0,6
Mimas I 1789 0,942 185,5 3,08 408×392×382 1,14
Methone XXXII 2004 1,01 194 3,22 ~ 6 -
Pallene XXXIII 2004 1,14 211 3,5 ~ 8 -
Encelade II 1789 1,37 238 3,95 512×494×490 1
Téthys III 1684 1,888 294,7 4,89 1 072×1 056×1 052 1
Calypso XIV 1980 1,888 294,7 4,89 30×16×16 1
Telesto XIII 1980 1,888 294,7 4,89 30×25×15 -
Dioné IV 1684 2,737 377,4 6,26 1 120 1,5
Hélène XII 1980 2,737 377,4 6,26 36×32×30 1,5
Polydeuces XXXIV 2004 2,74 377,4 6,26 ~ 8 -
Rhéa V 1672 4,517 527 8,74 1 528 1,2
Titan VI 1655 15,945 1 221,83 20,27 5 150 1,88
Hypérion VII 1848 21,277 1 481,10 24,58 370×280×226 1,5
Japet VIII 1671 79,33 3 561,30 59,09 1 436 1,02
Kiviuq XXIV 2000 449 11 370 189 ~ 17 -
Ijiraq XXII 2000 451 11 440 190 ~ 10 -
Phoebé IX 1898 550,48 (r) 12 952 214,91 230×220×210 -
Paaliaq XX 2000 687 15 200 252 ~ 20 -
Skathi XXVII 2000 729 (r) 15 650 260 ~ 6 -
Albiorix XXVI 2000 738 16 390 272 ~ 26 -
S/2004 S11   2004 822 16 950 281 ~ 6 -
Erriapo XXVIII 2000 871 17 610 292 ~ 8 -
Siarnaq XXIX 2000 893 18 160 301 ~ 32 -
Tarvos XXI 2000 926 18 420 303 ~ 13 -
S/2004 S13   2004 906 (r) 18 450 306 ~ 6 -
S/2004 S17   2004 986 (r) 18 600 309 ~ 4 -
Mundilfari XXV 2000 951 (r) 18 710 310 ~ 6 -
Narvi XXXI 2003 956 (r) 18 720 311 ~ 6 -
S/2004 S15   2004 1 008 (r) 18 750 311 ~ 6 -
S/2004 S10   2004 1 026 (r) 19 350 321 ~ 6 -
Suttungr XXIII 2000 1 017 (r) 19 470 323 ~ 6 -
S/2004 S12   2004 1 048 (r) 19 650 326 ~ 6 -
S/2004 S18   2004 1 052 (r) 19 650 326 ~ 6 -
S/2004 S07   2004 1 103 (r) 19 800 329 ~ 6 -
S/2004 S09   2004 1 077 (r) 19 800 329 ~ 6 -
S/2004 S14   2004 1 081 (r) 19 950 331 ~ 6 -
Thrymr XXX 2000 1 089 (r) 20 470 340 ~ 6 -
S/2004 S16   2004 1 271 (r) 22 200 368 ~ 4 -
S/2004 S08   2004 1 355 (r) 22 200 368 ~ 6 -
Ymir XIX 2000 1 312 (r) 23 100 383 ~ 16 -

URANUS

Nom Année de découverte Période de révolution sidérale (jours)
(r) = dans le sens rétrograde
Demi-grand axe de l'orbite Diamètre (km) Densité
(eau = 1)
(103km) (en rayons de la planète)
Cordelia VI 1986 0,33 49,7 1,95 ~ 30 -
Ophelia VII 1986 0,37 53,8 2,1 ~ 30 -
Bianca VIII 1986 0,43 59,2 2,31 ~ 40 -
Cressida IX 1986 0,46 61,8 2,41 ~ 60 -
Desdemona X 1986 0,47 62,7 2,45 ~ 60 -
Juliet XI 1986 0,49 64,6 2,52 ~ 80 -
Portia XII 1986 0,51 66,1 2,58 ~ 110 -
Rosalind XIII 1986 0,56 69,9 2,73 ~ 60 -
Cupidon XXVII 2003 0,618 74,8 2,93 ~ 24 -
Belinda XIV 1986 0,623 75,26 2,94 80 -
Perdita XXV 1986/2003 0,638 76,4 2,99 80 -
Puck XV 1985 0,762 86 3,37 160 -
Mab XXVI 2003 0,923 97,7 3,82 ~ 32 -
Miranda V 1948 1,43 129,4 5,08 480×466 1,2
Ariel I 1851 2,52 191 7,48 1 160 1,7
Umbriel II 1851 4,144 266 10,41 1 170 1,4
Titania III 1787 8,706 436 17,05 1 580 1,7
Obéron IV 1787 13,463 583,5 22,79 1 520 1,6
Francisco XXII 2001 666,6 (r) 4 280 167,3 ~ 12 -
Caliban XVI 1997 579 (r) 7 230 282,9 96 -
Stephano XX 1999 675 (r) 8 002 309,2 ~ 20 -
Trinculo XXI 2001 758,1 (r) 8 571 335,3 ~ 10 -
Sycorax XVII 1997 1 289 (r) 12 179 475 190 -
Margaret XXIII 2003 1 695 14 345 561,3 ~ 12 -
Prospero XVIII 1999 1 992,8 (r) 16 418 630 30 -
Setebos XIX 1999 2 202,3 (r) 17 459 688,8 30 -
Ferdinand XXIV 2001 2 823,4 (r) 21 000 821,6 ~ 12 -

NEPTUNE

Nom Année de découverte Période de révolution sidérale (jours)
(r) = dans le sens rétrograde
Demi-grand axe de l'orbite Diamètre (km) Densité
(eau = 1)
(103km) (en rayons de la planète)
Naïade III 1989 0,294 48,23 1,95 96×60×52 -
Thalassa IV 1989 0,311 50 2,02 108×100×52 -
Despina V 1989 0,335 53 2,12 180×148×128 -
Galatea VI 1989 0,429 62 2,5 204×184×144 -
Larissa VII 1989 0,555 74 2,97 216×204×168 -
Proteus VIII 1989 1,122 118 4,75 440×416×404 -
Triton I 1848 5,877 (r) 355 14,33 2 707 2,05
Néréide II 1949 360,1 5 513 222,67 340 -
S/2002 N1   2002 1 874,80 (r) 15 686 633,4 120 -
S/2002 N3   2002 2 982,30 20 857 911,8 76 -
S/2002 N2   2002 2 918,90 22 452 906,6 96 -
S/2002 N4   2002 8 863,1 (r) 47 279 1 880,50 120 -
Psamathe   2003 9 136,1 (r) 46 738 1 887,3 76 -

PLUTON

Nom Année de découverte Période de révolution sidérale (jours)
(r) = dans le sens rétrograde
Demi-grand axe de l'orbite Diamètre (km) Densité
(eau = 1)
(103km) (en rayons de la planète)
Charon I 1978 6,3872 19,6 17 ~ 1 207 ~ 1,7
S/2005 P2   2005 25,5 49,5 43    
S/2005 P1   2005 38,2 64,7 56,3