Sciences & Techniques: Uranus

« Uranus est bel et bien balayé par de puissants courants atmosphériques : elle dispose d'une météo analogue à celle de la Terre .

" C'est la moins violente des planètes extérieures ", tempère Athéna Coustenis, astrophysicienne au CNRS.

Réclamant quatre-vingtquatre ans pour accomplir une révolution, la planète avance pratiquement couchée, présentant tour à tour ses pôles au Soleil,gymnastique qui étire démesurément ses saisons.

L'hiver interminable y dure 42 ans, l'été – guère plus chaud – s'y éternise aussilongtemps.

Bref, le climat est plutôt rude sur la septième. Ce qui parut curieux, de prime abord, c'est que la haute atmosphère au-dessus du pôle uranien, exposée aux rayons du Soleil, était légèrement plus froide que celle surplombant la région opposée, pourtant plongée dans la nuit.

Certes, à pareille distance (2 milliards869 millions de kilomètres en moyenne), notre chère étoile se montre moins généreuse : elle ne donne que 1/360 e de l'énergie offerte à la Terre.

Cela n'empêche pas que le pôle exposé soit plus gelé que celui à l'ombre. Cette différence est d'autant plus énigmatique qu'une émission ultraviolette, sur la face diurne, trahit un phénomène calorigène : desélectrons de basse énergie (et d'origine inconnue), s'introduisent dans l'écharpe d'hydrogène épaisse de plusieurs milliers dekilomètres qui emmitoufle la pâle planète.

Ce crachin de particules (qualifié d' "electro-glow " ou d' "électro-luminescence ", selon l'expression de Jacques Blamont) devrait logiquement lui réchauffer le pôle éclairé.

Alors, pourquoi tant de froideur ? " En fait, les deux pôles étaient à peu près à la même température, aux barres d'erreurs près, ce qui ne résout rien : celui exposé auSoleil aurait dû être plus chaud que l'autre mais la température est très basse, explique Athéna Coustenis.

L'atmosphère d'Uranusréagit donc lentement à l'insolation et le temps qu'elle met à se refroidir est tout aussi long.

Même une fois passé à l'ombre, un pôlereste chaud, tandis que l'autre, fraîchement exposé au Soleil, demeure froid.

" Avant le survol de la planète, les pessimistes doutaient qu'Uranus ait un champ magnétique.

" L'absence de bruit donnait libre coursaux spéculations : on en était venu à se demander si elle en avait un et si elle était, comme Vénus, vierge de tout magnétisme, sesouvient Ralph McNutt Jr, du laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins.

On avait certes cru déceler uneémission radio quelques années auparavant, mais elle ne constituait pas une preuve convaincante… " Les plus optimistes imaginaient qu'Uranus jouissait d'un magnétisme jusqu'à deux fois supérieur à celui de Jupiter.

La sonde VoyagerII a tranché, en l'évaluant à un modeste barreau de 0,23 Gauss, chiffre légèrement inférieur aux normes terrestres (0,3 Gauss), maistoutefois suffisant pour conférer à l' astre couché une magnétosphère originale. Le champ magnétique d'une planète lambda est en première approximation celui d'un dipôle : son intensitéet ses lignes de force sont identiques à celles d'un barreau aimanté dont les pôles coïncident, à quelquesdegrés près, avec ceux de l'axe de rotation (pôles géographiques).

Sur Terre, ces deux types de pôlessont séparés de 11,4°, sur Jupiter de 6,6°, et sur Saturne, ils sont parfaitement alignés.

Qui dit champmagnétique dit magnétosphère bien développée.

" La magnétosphère est la sphère d'influence du champmagnétique d'une planète, une bulle presque vide que le vent solaire est obligé de contourner ", expliquePhilippe Zarka, astrophysicien au CNRS (observatoire de Meudon ). Ainsi, autour d'une planète dépourvue de champ magnétique, comme Vénus, les flots de particules éjectés par le Soleil, à des vitesses moyennes de 400 km/s s'écoulent comme l'eau d'une rivière autour d'unrocher.

En revanche, si l'astre en a un, comme la Terre, Jupiter, ou Saturne, dont les lignes de force sontperpendiculaires au " courant ", les particules n'arrivent pas à l'approcher.

Elles se heurtent à une barrièrequasi imperméable en amont de la planète et sont déroutées.

Résultat : il se forme une zone de vide, uneespèce de no man's land où ne pénètrent que de rares particules. Le vide n'est jamais complètement vide, et la magnétosphère se divise en plusieurs régions.

Les particules de vent solaire se déplaçant à une vitesse supersonique, une onde de choc apparaît très à l'avant de laplanète, sous laquelle se glissent une magnétogaine extensible (faisant office de zone tampon) et unemagnétopause (une frontière où pression de particules et pression magnétique s'annulent mutuellement, etau-delà de laquelle l'influence magnétique de la planète s'estompe).

Cette triple protection contre le ventsolaire ralentit brutalement, chauffe et dévie de leur trajectoire les flots de particules chargées. Le dispositif n'étant pas parfaitement étanche, à l'arrière de la magnétopause, il se crée des réservoirs de plasma.

Le vent solairerepousse les lignes de champ dans le dos de la planète, où se forment une queue magnétosphérique allongée (du côté opposé auSoleil) et des régions aurorales (au-dessus des pôles). Là, à l'inverse, les particules subissent une forte accélération par un mécanisme qu'élucideront peut-être les missions Galiléo etCassini.

En fait, Jupiter, Saturne et la Terre présentent des magnétosphères cousines.

Ces trois planètes magnétiques ayant lespôles perpendiculaires à leur orbite, les particules chargées qui glissent le long de leurs lignes de force s'engouffrent dans leuratmosphère par les cornets polaires. Compte tenu de sa position avachie, on s'attendait à ce qu'Uranus, qui dardait généreusement son pôle Sud vers le Soleil au momentdu passage de Voyager II, reçoive des quantités de particules sur la partie exposée du globe.

" Nous pensions observer des auroresaustrales terribles côté Soleil et nous imaginions, côté nuit, que la queue magnétosphérique bouclerait en hélice torsadée ", poursuitPhilippe Zarka.

Ce ne fut pas le cas. Uranus ne fait décidément rien comme les autres.

son axe de rotation et l'axe de son dipôle sont inclinés de 58,6°, l'un par rapport àl'autre.

Ses pôles magnétiques se retrouvent donc juchés à la hauteur des latitudes moyennes et décrivent un cône ouvert de presque. »