Neptune (planète)

Illustration numérique de Neptune

Neptune C'est la huitième planète du système solaire à distance orbitale, un géant de la glace et le plus à l'extérieur de. Il en est ainsi depuis que Pluton a cessé d'être considéré comme une planète en 2006, devenant un planète naine qui fait partie de la ceinture Kuiper.

Dans le ciel nocturne de Neptune, il ressemble à un petit point bleuâtre dont très peu de choses étaient connues, jusqu'à ce que les missions spatiales des années 80, comme Voyager 2, fournissent des données sur la planète et ses satellites.

Les images de Voyager 2 ont montré pour la première fois une planète avec une surface bleu verdâtre, avec de fortes tempêtes et des courants de vent rapides, qui produisent des taches anticycloniques foncées. Ils sont très similaires à ceux de Jupiter, mais pas aussi permanents dans le temps que ceux-ci.

L'atmosphère de Neptune est riche en méthane et a un système d'anneaux très faibles. La planète a une magnétosphère, il est donc présumé qu'il a un noyau métallique.

Jusqu'à présent, 15 satellites Neptune ont été comptés, notamment Triton et Nereida en tant que satellites principaux.

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Découverte et histoire

La découverte de Neptune est le résultat d'une prédiction mathématique, basée sur les observations des perturbations dans les orbites des planètes Uranus et Saturne. Auparavant, en 1610, Galileo avait déjà repéré Neptune avec le même télescope qu'il avait l'habitude de découvrir les lunes de Jupiter, mais l'a confondu avec une étoile. 

Plus tard, en 1846, le mathématicien français se spécialise dans la mécanique céleste Urbain Le Verrier, a étudié certaines perturbations dans les orbites de Saturne et Uranus. La meilleure explication était de proposer l'existence d'une nouvelle planète, qui prédisait l'orbite et la position dans le ciel. L'étape suivante consistait à trouver la planète, donc Verrier a convaincu l'astronome allemand Johann Gottfried Galle pour le chercher. 

Dans la nuit du 23 septembre 1846, Galle a confirmé, de son observatoire à Berlin, l'existence de la nouvelle planète, et quelques jours plus tard, Triton est apparu, son plus grand satellite.

Presque simultanément à Cambridge, en Angleterre, le jeune mathématicien John Couch Adams, qui travaillait également sur le problème depuis un certain temps, a fait des prédictions similaires. 

Neptune doit son nom au dieu de la mer de la mythologie romaine (équivalent au dieu grec Poséidon), suivant la tradition d'accorder aux planètes les noms des divinités du panthéon romain.

Caractéristiques de Neptune

Neptune par rapport à la Terre. (Source: Wikimedia Commons)

Le diamètre de Neptune est presque 4 fois supérieur au diamètre de la terre, mais environ un tiers du gigantesque Jupiter.

Sa masse est 17 fois celle de la terre et son volume est 57 fois supérieur. Quant à sa messe, il occupe la troisième place des planètes du système solaire et la quatrième place en taille.

Résumé des principales caractéristiques physiques de Neptune

-Masse: 1 024 × 10²⁶ kg (17 147 fois la terre)

-Radio moyenne: 24.622 km, équivalent à 3,87 fois le rayon de la terre.

-Forme: facturé aux pôles dans un facteur de 0,983.

-Radio moyenne de l'orbite: 4 498 x 10⁹ km équivalent à 30,07 u.POUR.

-Inclinaison de l'axe de rotation: 30º par rapport au plan orbital.

-Température: -220ºC (nuages)

-La gravité: 11.15 m / s² (1.14g)

-Propre champ magnétique: Oui, 14 Microtesla en Équateur .

-Atmosphère: 84% d'hydrogène, 12% d'hélium, 2% de méthane, 0,01% d'ammoniac.

-Densité: 1.640 kg / m³

-Satellites: 15 connu à ce jour.

-Anneaux: Oui, ils sont faibles et des composés de particules de glace et de silicates.

Mouvement de traduction

Neptune, la huitième planète du système solaire, est un géant gazeux dont l'orbite autour du soleil a un rayon moyen de 30 UA. Une unité UA astronomique équivaut à 150 millions de kilomètres et est la distance moyenne entre le soleil et la terre.

Animation qui montre l'orbite de Neptune en rouge, avec celle d'Uranus qui est le point bleu. Source: Wikimedia Commons.

Cela veut dire que le rayon de la trajectoire de Neptune est 30 fois supérieur à celui de la terre, il faut donc 165 ans pour terminer un retour autour du soleil.

Des données curieuses sur Neptune

-C'est la planète plus loin du soleil, puisque Pluton, qui est après l'orbite de Neptune, est maintenant une planète naine.

-Neptune est la plus petite des quatre planètes géantes (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune).

-La gravité de Neptune est très similaire à celle de la Terre.

-C'est la planète la plus froide du système solaire, avec une température moyenne de -221,4 ° C.

-Il a un système d'anneaux, mais contrairement à celui de Saturne, ils ne sont pas continus, mais forment des arches tout au long de sa route orbitale.

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-Neptune est la plus dense des planètes géantes.

-Il a des ouragans avec les vents les plus rapides du système solaire, qui peut atteindre un incroyable 2.100 km / h.

-Neptune a un grand point sombre, un tourbillon de taille de la planète. Cette tache, photographiée en 1989, a disparu en 1994, mais a donné naissance à un nouvel point sombre.

-Triton, le plus grand satellite de Neptune, se transforme dans la direction opposée à ses autres satellites, c'est pourquoi il est considéré comme capturé par la planète et n'a pas formé à égalité avec lui.

-Triton (le plus grand satellite Neptune) a des volcans d'azote et des geysers, mais c'est l'une des étoiles les plus froides du système solaire (-235ºC).

-La mission Voyager 2 est allée à 3 mille kilomètres du pôle nord de la planète Neptune en 1989.

-Le 12 juillet 2011, Neptune a terminé sa première orbite complète depuis sa découverte le 23 septembre 1846.

Mouvement rotatif

Neptune prend près de 16 heures pour tourner son axe. Source: NASA.

La rotation de Neptune est de 15 heures, 57 minutes et 59 secondes, selon la mesure la plus précise à ce jour.

Ce n'est pas une tâche facile de déterminer la vitesse de rotation d'une planète que seule la surface de son atmosphère est appréciée et se déplace également. Il est beaucoup plus facile de déterminer la vitesse de rotation des planètes rocheuses.

Lorsque Voyager 2 est arrivé à Neptune en 1989, une période de rotation de 16 heures avec 6,5 secondes a été estimée. Aujourd'hui, il est connu que cette mesure n'est pas exacte, grâce aux mesures approfondies du scientifique planétaire Erich Karkoschka de l'Université de l'Arizona.

Vitesse de rotation et champ magnétique

La vitesse de rotation des autres planètes géantes est mesurée par les impulsions émises par le champ magnétique. Cependant, cette méthode ne s'applique pas à Neptune, car ni l'axe ni le centre du dipôle magnétique ne coïncident avec l'axe de rotation de la planète, comme nous le voyons dans l'image comparative suivante:

Champ magnétique des planètes géantes. Source: graines, m. 2011.Le système solaire. Septième édition. Cengage Learning.

L'image montre le modèle de champ magnétique produit par un dipôle (un aimant), situé plus ou moins au centre de la planète. Ce modèle est également approprié pour le champ magnétique de la Terre.

Mais le champ Neptune est anormal, dans le sens où les contributions carrées et d'ordre supérieur peuvent être supérieures au champ dipolaire. Et comme nous le voyons dans la figure supérieure, le dipôle est déplacé du centre.

Ensuite, Karkoschka a conçu une méthode différente, en utilisant plus de cinq cents images du télescope Hubble. Il a trouvé deux caractéristiques caractéristiques de la planète qu'il a appelée: Caractéristique polaire sud et Vague polaire sud. 

Ceux-ci ont tourné à la même vitesse depuis les années 1990, corroborant que c'est la véritable vitesse de la planète.

Dans cette image de Neptune, des filtres colorés sont utilisés pour mettre en évidence le Dark Spot 2 et la caractéristique polaire sud, qui semble être ancrée sur la planète. Source: Erich Karkoschka.

Les vents dans l'atmosphère de Neptune dépassent souvent la vitesse du son. Ainsi, le grand point sombre de Neptune varie sa position relative au fil du temps, au lieu de la tache sombre 2 et la caractéristique polaire sud maintienne ses positions relatives. Cela suggère qu'ils sont liés à la rotation de la planète, ce qui a permis à Karkoschka de déterminer la durée d'un jour à Neptune.

Composition

Dans l'atmosphère de Neptune, il existe des éléments tels que l'hydrogène (84%), l'hélium (12%), le méthane (2%) et d'autres gaz tels que l'ammoniac, l'éthane et l'acétylène. Dans cette atmosphère, il y a un mélange d'eau, d'ammoniac à l'état liquide, de méthane et de roche fondu, contenant de la silice, du fer et du nickel.

Dans les régions basses de l'atmosphère, il y a des concentrations croissantes de méthane, d'ammoniac et d'eau. Contrairement à Uranus, la planète jumelle, la composition de Neptune a un plus grand volume d'océan.

Structure

La planète a un noyau rocheux entouré d'une coquille glacée, tous sous une atmosphère dense et une grande épaisseur, occupant la troisième partie de sa radio. Il est similaire à celui de la planète jumelle d'Uranus.

Dans l'image suivante, vous pouvez voir la structure de Neptune avec plus de détails.

Structure interne de Neptune. Source: Wikimedia Commons. Chocofrito / cc by-s (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0).

Neptune a une structure avec des couches bien différenciées:

-Couche supérieure: Il est constitué par des nuages ​​qui sont principalement d'hydrogène et d'hélium, et dans une moindre mesure de méthane et d'autres gaz. Il correspond à environ 5 à 10% de la masse de la planète.

-Atmosphère: Hydrogène, hélium et méthane.

-Manteau: Sous l'atmosphère se trouve le grand manteau de la planète, une région liquide où les températures peuvent atteindre entre 1.727 à 4.727 ° C. Il est composé d'eau, de méthane et d'ammoniac à l'état fluide.

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Le manteau a entre 10 et 15 masses terrestres et est riche en eau, en ammoniac et en méthane. Ce mélange est appelé "glace", bien qu'il soit un liquide chaud et dense, et il est également appelé eau et océan à l'ammoniac.

Le manteau lui-même a des températures très élevées, entre 1.700 ° C et 4.700 ° C, en plus sa conductivité électrique est également élevée.

-Cœur: Intégré par la silice, le fer et le nickel roche, similaire à Uranus, l'autre géant de la glace et du gaz. La masse du noyau est 1,2 fois celle de la terre. La pression au centre est estimée à 700 GPa, environ le double de celle au centre de la terre, avec des températures jusqu'à 5.670 ºC.

Atmosphère

L'atmosphère de Neptune est très intéressante et mérite une section spéciale. Pour commencer, c'est extrêmement froid, car c'est la planète la plus éloignée du soleil et reçoit très peu de rayonnement solaire. Pour cette raison, la température en haut de l'atmosphère est de l'ordre de -220 ºC.

Mais Neptune a une source de chaleur interne, probablement en raison des collisions d'électrons de conduite dans le manteau fluide et aussi de la chaleur restante pendant leur formation.

En raison de cet énorme gradient de température, il y a d'énormes courants de convection, ce qui rend le système climatique de la planète très extrême.

Et ainsi les plus grandes tempêtes et ouragans du système solaire sont produits, comme en témoignent la formation d'énormes points de Courants anticycloniques, En raison de vents opposés à différentes latitudes.

Parmi tous les systèmes anticycloniques de Neptune se distinguent le grand point sombre, photographié pour la première fois par la sonde Voyager 2 en 1989, quand il est passé à 3.000 kilomètres de la planète.

Quant à la couleur, Neptune est encore plus bleuâtre que Uranus, précisément en raison de sa plus grande concentration de méthane, qui absorbe la longueur d'onde rouge et reflète le bleu. Mais il y a aussi d'autres molécules qui contribuent à sa couleur.

Dans la région inférieure de l'atmosphère (troposphère), la température diminue avec la hauteur, mais dans la région supérieure (stratosphère), l'inverse se produit. Parmi ces couches, la pression est de 10 mille pascals (PA).

Au-dessus de la stratosphère se trouve le terme, qui se transforme progressivement en exosphère, où la pression diminue de 10 pa à 1 pa.

Satellites Neptune

À ce jour, 15 satellites naturels de la planète ont été comptés. Le plus grand de ses satellites et le premier à être découvert, en 1846, est Triton. En 1949, un deuxième satellite a été découvert, appelé Nereida.

En 1989, la mission Voyager 2 a découvert six autres satellites: Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa et Proteo.

Plus tard en 2003, Halimedes, Sao, Lamedeia, Psámate et Neso sont découverts. Little Satellite 14 a été découvert en 2013 par l'Institut SETI, étant sa période orbitale de 23 heures.

Voyons quelques détails sur les principales lunes de Neptune:

Triton

Triton

C'est le plus grand des satellites de Neptune, avec un diamètre de 2.700 km, environ 18 fois moins que sa planète hôte et presque 5 fois moins que la Terre.

Sa période orbitale est de près de 6 jours, mais tourne curieusement la rotation de Neptune et de ses autres satellites. De plus, son orbite est inclinée à 30 degrés par rapport au plan orbital de la planète.

C'est l'objet le plus froid du système solaire, avec une température moyenne de -235 ºC et se forme par trois quarts de roche et un quart de glace. À sa surface, il y a des geyers, avec des émanations sombres vers l'atmosphère, tandis que la surface présente les plaines et certains volcans avec des cratères de 200 km.

Les principaux satellites de Neptune; Triton, Proteo, Nereida et Larisa

Néréide

Il a été découvert par Gerard Kuiper en 1949, grâce à laquelle il reflète 14% de la lumière du soleil qu'il reçoit.

Sa taille est la huitième partie de Triton et a une orbite très excentrique, la distance de l'approche inférieure de Neptune est 1.354.000 km et le plus grand retrait de 9.624.000 km, en prenant 360 jours pour le terminer. 

Protéus

Protéus

Ce satellite irrégulier a été découvert en 1989 par la mission Voyager 2 et en taille, il occupe la deuxième place parmi les satellites de Neptune. C'est un satellite basse densité et très poreux.

Malgré sa grande taille, il n'a pas pu être découvert par les télescopes car il est très sombre et reflète peu de soleil. Son diamètre moyen est de l'ordre des 400 km, étant 6,7 fois moins que Triton. 

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Anneaux de Neptune

Fraternité, égalité, liberté est le nom que reçoit les arches de l'anneau Adams (l'anneau le plus à l'extérieur). L'anneau intérieur est le Verrier. (Source: Wikimedia Commons)

Neptune a cinq anneaux minces et faibles, principalement composés de poussière et de particules de glace. On pense que son origine est dans les débris laissés par des collisions entre les météores et les satellites naturels de la planète.

Les anneaux sont nommés avec le nom de famille des scientifiques qui ont le plus contribué à leur découverte et à leur étude. Du plus intérieur au plus à l'extérieur se trouvent Galle, Le Verrier, Lassell, Arago et Adams.

Il y a aussi un anneau dont l'orbite partage avec le satellite Galatea, que nous pouvons voir dans l'image suivante:

Schéma des cinq anneaux de Neptune et de leurs noms. L'orbite de certains satellites est également indiquée. (Source: NASA).

Quand et comment observer Neptune

Il n'est pas possible de voir Neptune à l'œil nu, même avec un télescope amateur si petit qu'il peut être confondu avec une étoile.

Pour cela, il est préférable d'utiliser un programme informatique ou une application qui fonctionne comme un planétarium. Pour le système d'exploitation Android, l'application Sky Maps se démarque, ce qui vous permet de localiser rapidement des planètes et d'autres objets célestes avec suffisamment de précision.

Le meilleur moment pour observer est lorsque la planète est en opposition, c'est-à-dire que la terre est entre la ligne qui unit le soleil avec Neptune.

Ce phénomène se produit tous les 368 jours et d'ici 2020, il se produira le 11 septembre. Bien sûr, ce n'est pas la seule occasion d'observer Neptune, qui est également visible à d'autres moments de l'année.

Avec un bon télescope, Neptune peut être différencié des étoiles de fond, car il ressemble à un album bleu-vert. 

Neptune Magnetosphère

A précédemment commenté les particularités du champ magnétique Neptune. Les pôles magnétiques de la planète sont inclinés en 47 º par rapport à l'axe de rotation.

Le champ magnétique est généré par le mouvement des conducteurs qui forment une fine couche sphérique à l'intérieur de la planète. Mais à Neptune, les poteaux magnétiques sont déplacés du centre d'environ 0,5 radios sur la planète.

L'intensité du champ dans l'Équateur magnétique est de l'ordre des 15 microtesla, 27 fois plus intense que celle de la terre.

La géométrie du champ est complexe, car les contributions carrées peuvent dépasser la contribution dipolaire, contrairement aux terres dans lesquelles la contribution la plus pertinente est dipolaire.

Champ magnétique particulier de Neptune. (Source: Emaze.com)

La magnétosphère Neptune s'étend à 35 fois son rayon sur le front de choc et 72 radios dans la queue.

La Magnétopause, qui est l'endroit où la pression magnétique est égalisée avec la pression des particules chargées du soleil, elle se situe entre 23 et 27 radios sur la planète.

Missions à Neptune

Voyager 2

Voyager 2

La seule mission spatiale qui est venue en orbite la planète Neptune était le Voyager 2, qui est arrivé à la planète en 1982.

À cette époque, seuls deux satellites étaient connus: Triton et Nereida. Mais grâce à la mission Voyager 2, six autres ont été découverts: Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa et Proteo. Ces satellites sont assez inférieurs à Triton, avec une forme irrégulière et des orbites radio moindres.

On soupçonne que ces six satellites sont les restes d'une collision avec un vieux satellite qui s'est écrasé avec Triton lorsque ce dernier a été capturé par la force de gravité de Neptune.

Le Voyager 2 a également découvert de nouveaux anneaux à Neptune. Bien que la première des anneaux ait été découverte en 1968, son existence et la découverte de nouvelles n'ont été possibles qu'à l'arrivée de cette sonde en 1989.

L'approche la plus proche du vaisseau spatial de la planète s'est produite le 25 août 1989, qui a eu lieu à une distance de 4.800 km au cours du pôle Nord de Neptune.

Parce que c'était la dernière planète importante que le vaisseau spatial pouvait visiter, il a été décidé. 

Le 25 août 1989, le navire est allé à un match serré avec la lune Nereida avant d'atteindre 4.400 km de l'atmosphère de Neptune et le même jour s'est passé près de Triton, la plus grande lune de la planète.

Le vaisseau spatial a vérifié l'existence du champ magnétique qui entoure Neptune et a découvert que le champ était déplacé du centre et incliné, similaire au champ autour d'Uranus.