Peu de temps après que Neptune ait accompli sa première orbite autour du soleil depuis sa découverte en 1846, les scientifiques ont réussi à calculer la durée exacte d’une journée sur la lointaine planète géante gazeuse.
Contrairement à leurs homologues rocheux, les géantes gazeuses ont longtemps mis les astronomes au défi lorsqu’il s’agit de calculer leur rotation.
Mercure, Vénus et Mars sont essentiellement des roches solides qui tournent, mais les énormes géantes gazeuses se déplacent plutôt comme des liquides qui tournent, en sloshing et en tourbillonnant autour d’un petit noyau rocheux. Alors que les caractéristiques des planètes rocheuses et terrestres sont littéralement gravées dans la pierre, les planètes extérieures ont des caractéristiques qui semblent danser au sommet des nuages en mouvement constant.
Mais Erich Karkoschka, de l’Université d’Arizona, a réussi à utiliser ces caractéristiques changeantes pour calculer combien de temps il faut à Neptune pour tourner sur son axe et accomplir une journée : 15 heures, 57 minutes et 59 secondes.
Une vidéo de la rotation de Neptune traduit la vitesse pure à laquelle la planète géante tourne.
Neptune a accompli sa première orbite autour du soleil depuis sa découverte en juillet, peu avant la découverte.
En gardant un œil sur Neptune
Karkoschka a examiné plus de 500 images de Neptune qui ont été prises par le télescope spatial Hubble. Deux formations nuageuses, semblables à la célèbre tache rouge de Jupiter, se sont distinguées – la caractéristique polaire sud et la vague polaire sud.
Après avoir étudié les images de Hubble, prises sur une période de 20 ans, Karkoschka a déterminé que ces caractéristiques distinctes étaient apparues précisément au moment prévu.
Il a décidé d’élargir sa recherche à une série d’images plus détaillées prises en 1989 par le vaisseau spatial Voyager de la NASA. Sur ces images, Karkoschka a trouvé six caractéristiques supplémentaires sur Neptune qui tournaient avec régularité. « Je pensais que l’extraordinaire régularité de la rotation de Neptune indiquée par les deux caractéristiques était quelque chose de vraiment spécial », a déclaré Karkoschka dans un communiqué.
« Maintenant, nous avons huit caractéristiques qui sont verrouillées ensemble sur une seule planète, et c’est vraiment excitant », a déclaré Karkoschka.
Les détails de l’étude ont été publiés dans l’édition de septembre de la revue Icarus.
Précédentes estimations erronées
Lorsque les sondes Voyager 1 et Voyager 2 ont survolé Saturne, Uranus et Neptune dans les années 1980, elles ont capté des signaux radio produits par les champs magnétiques des géantes gazeuses. Mais leurs informations, qui étaient à l’origine utilisées pour calculer la rotation des planètes extérieures, étaient maigres.
« Voyager 2 n’a fait que survoler Neptune, donc ses mesures sont limitées », a déclaré Ravit Helled de l’Université Tel-Aviv en Israël à SPACE.com dans une interview par courriel.
Les vaisseaux spatiaux Voyager 1 et Voyager 2 de la NASA ont tous deux été lancés en 1977 pour étudier Jupiter, Saturne et leurs lunes. Près de 34 ans après leur lancement, les deux sondes continuent de livrer des informations clés lors de leur voyage aux confins du système solaire.
Helled, qui ne faisait pas partie des recherches de Karkoschka, étudie la formation, l’évolution et la rotation des planètes.
Quinze ans après le survol de Voyager, le voyage de Cassini vers Saturne a révélé un champ magnétique complexe qui avait légèrement ralenti. La grande masse et le moment angulaire de la planète signifiaient qu’il était extrêmement improbable que la rotation de la planète ait diminué de façon aussi notable.
Ajoutant à la confusion, une découverte ultérieure de Cassini a révélé que les hémisphères nord et sud de Saturne tournaient à des vitesses différentes.
Mesurer la rotation d’une planète
Ces différences sur Saturne ont été considérées comme probables sur Neptune, et lorsque les estimations du jour de Neptune ont été affectées par des signaux radio suspects, les astronomes avaient besoin d’un autre moyen de calculer le temps que met la planète à tourner sur son axe.
Entrez dans l’analyse minutieuse de Karkoschka des caractéristiques visibles de Neptune. Cette méthode aidera les astronomes à comprendre plus que la fréquence à laquelle le soleil se lève et se couche sur Neptune, a déclaré le chercheur.
Des mesures affinées de la rotation de la géante bleue aideront les astronomes à mieux comprendre comment sa masse est distribuée. Une rotation plus rapide implique qu’une plus grande partie de la masse est plus proche du centre que ce que l’on pensait auparavant, ce qui pourrait changer les modèles existants des planètes extérieures.
« Uranus et Neptune sont des planètes extrêmement intéressantes, et nous devons en savoir plus sur elles », a déclaré Helled. « Surtout maintenant, alors que tant de planètes en dehors du système solaire sont découvertes et qu’il y a un grand effort pour comprendre la nature des planètes. »
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