Analyse des changements atmosphériques sur Uranus grâce au télescope spatial Hubble de la NASA
Une analyse de deux décennies de données provenant du télescope spatial Hubble de la NASA a permis d’obtenir de nouvelles informations sur les changements atmosphériques complexes sur Uranus qui sont largement causés par les effets du rayonnement solaire. Uranus, la septième planète à partir du soleil, est unique en raison de son inclinaison axiale extrême, avec son équateur et son orbite formant presque un angle droit – probablement le résultat d’une collision avec un objet de la taille de la Terre il y a longtemps. Cette inclinaison cause des hivers sombres prolongés et des étés lumineux aux pôles de la planète, entraînant des variations saisonnières spectaculaires, surtout aux pôles nord et sud. Malgré ces caractéristiques extrêmes, Uranus reste l’une des planètes les moins connues de notre système solaire, principalement parce qu’elle n’a été visitée que par une seule sonde spatiale il y a près de 40 ans, Voyager 2 – et cette rencontre unique a coïncidé avec un événement solaire exceptionnel, compliquant davantage notre compréhension de cet éloigné géant de glace. Au cours des deux dernières décennies, une équipe dirigée par l’astronome Erich Karkoschka de l’Université de l’Arizona a utilisé le Spectrographe d’Imagerie du télescope spatial Hubble pour suivre les changements saisonniers sur Uranus. Étant donné que cette géante de glace met un peu plus de 84 ans terrestres pour effectuer une orbite complète autour du soleil, les chercheurs ont principalement pu observer le printemps nordique de la planète alors que le soleil se déplaçait du zénith de l’équateur de la planète jusqu’à presque directement au-dessus de son pôle nord d’ici 2030. Les images de la série du Hubble, de gauche à droite, révèlent que la région polaire sud s’assombrit alors qu’elle entre dans l’ombre de l’hiver, tandis que la région polaire nord s’éclaircit à l’approche de l’été nordique, selon un communiqué de la NASA. L’atmosphère d’Uranus est principalement composée d’hydrogène et d’hélium, avec une petite quantité de méthane, ce qui donne à la planète sa teinte caractéristique bleu-vert en absorbant la lumière rouge du soleil et en réfléchissant la lumière bleue. De 2002 à 2022, Karkoschka et ses collègues ont observé cette géante de glace quatre fois – en 2002, 2012, 2015 et 2022 -, documentant une image plus riche de la structure atmosphérique de la planète que celle obtenue par le survol unique de Voyager 2. Les observations récentes suggèrent des motifs complexes de circulation atmosphérique sur Uranus pendant cette période, les données les plus sensibles à la distribution de méthane indiquant une descente dans les régions polaires et une ascendance dans d’autres régions, selon le communiqué de la NASA. La série d’images montre les changements saisonniers sur Uranus sur une période de 20 ans, avec la première rangée montrant la planète en lumière visible. La deuxième rangée utilise des images en fausses couleurs pour mettre en évidence les variations de méthane et d’aérosols : les zones vertes indiquent une concentration plus faible de méthane, les zones bleues montrent des niveaux plus élevés et les zones rouges près du limbe représentent des régions pratiquement sans méthane dans la stratosphère. Les troisième et quatrième rangées montrent les variations de concentrations d’aérosols et de méthane à travers différentes latitudes, avec des changements dramatiques dans les régions polaires. Ensemble, ces schémas révèlent les effets complexes du rayonnement solaire sur l’atmosphère d’Uranus. (Crédit image : NASA, ESA, Erich Karkoschka (LPL)) Notamment, les scientifiques ont découvert que le méthane n’est pas uniformément réparti sur Uranus, mais est plutôt fortement appauvri près de ses pôles, cette diminution restant constante au fil des ans. Les observations ont également révélé des changements dans les concentrations d’aérosols, permettant aux scientifiques de cartographier la structure atmosphérique de la planète. Alors que l’appauvrissement en méthane et les motifs d’aérosols sont restés relativement stables dans les latitudes moyennes et basses au cours des deux décennies observées, les régions polaires ont montré des variations plus dramatiques. Notamment, les aérosols près du pôle nord sont devenus plus lumineux, notamment au cours des dernières années alors que la planète approchait son été nordique, selon le communiqué. Ces observations à long terme ont fourni aux scientifiques une compréhension plus approfondie de la façon dont l’atmosphère de cette géante de glace fonctionne et réagit à la lumière solaire changeante. Elles peuvent également servir de proxy pour l’étude des exoplanètes de taille et de composition similaires, a déclaré l’équipe du Hubble dans le communiqué.
