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       - Neptune : on y perd son latin  
    Hors série - Science & Vie - 1996-09-01      
    Bien qu'étant plus loin du Soleil qu'Uranus, Neptune affiche la même température atmosphérique. Une singularité qui s'ajoute à d'autres, et fait d'elle une planète qui cristallise toutes les failles des théories sur l'origine du système solaire.  
    Depuis sa découverte, le 23 septembre 1846, par Johann Gottfried Galle, de l'observatoire de Berlin, et l'étudiant Louis d'Arrest, elle n'a toujours pas accompli une révolution complète. Sise à quelque 4,5 milliards de kilomètres du Soleil, dont elle fait le tour en 165 ans, Neptune, la plus petite des planètes géantes, soulève un tourbillon de problèmes. Qui la trouve trop grosse et pense que, vu son éloignement et sa cadence, il aurait fallu plusieurs milliards d'années pour qu'une boule de ce calibre prenne corps à de si longues encablures du centre du système solaire ; qui, au contraire, la juge trop petite, s'étonnant qu'elle ait ramassé aussi peu de matière après avoir balayé un volume aussi grand.  
    Des thèses contradictoires, qui embarrassent la communauté des planétologues. D'après le scénario officiel, proposé il y a deux cents ans par le Français Pierre Simon de Laplace, et sans cesse affiné depuis, le Soleil et toutes les planètes se sont formés simultanément voilà 4,6 milliards d'années. Tout ce petit monde serait issu du même nuage interstellaire, la fameuse nébuleuse primitive enrichie en éléments lourds par les générations d'étoiles massives qui, en explosant, ont offert tout ce qu'elles avaient dans le ventre pour participer à cette naissance multiple.  
    Si les circonstances de la conception de ses cousines Jupiter, Saturne et Uranus semblent relativement claires, celles qui ont présidé à sa naissance demeurent nimbées de mystères. D'autant que Neptune est de mauvaise composition chimique, accusant un déficit en hélium et en hydrogène par rapport à ses voisines. Et, comme l'ont révélé des observations récentes menées à Hawaii, sous la férule d'André Marten et de Daniel Gautier, elle présente un trop plein de monoxyde de carbone (CO) en surface, dix mille fois plus que ne le supposaient les modèles.  
    Nous avons détecté du monoxyde de carbone et de l'acide cyanhydrique (CHN) dans sa stratosphère, un résultat totalement inattendu, explique Daniel Gautier. Les modèles prédisaient que le carbone devait se présenter sous forme de méthane et l'azote sous forme d'ammoniac (NH3). En bonne logique, nous n'aurions pas dû voir de l'oxyde de carbone et de l'azote là où nous en avons trouvé. Un surplus qui, selon les découvreurs, en dit long sur ce qui se passe à l'intérieur de la planète. D'aucuns s'avancent un peu et jurent que Neptune, chimiquement étrange, est gorgée d'eau. Cette dernière serait même, d'après eux, l'élément prépondérant dans son enveloppe. Mais cela pose problème.  
    On n'arrive pas a expliquer l'abondance en eau et en carbone (elle en a 40 a 50 fois plus que le Soleil). De deux choses l'une : soit les modèles sont faux, soit c'est toute la chimie a l'oeuvre sur Neptune qui est a revoir, enchaîne Daniel Gautier, qui s'apprête à dépouiller ses mesures au sol, tout en appelant de ses voeux une nouvelle sonde pour procéder à des vérifications in situ. Las, aucune ne figure au programme - allégé par des restrictions de budget - de la NASA.  
    Il faut y retourner, insiste André Brahic, professeur à l'observatoire de Meudon (Paris VII). Il reste dubitatif. Pour lui, toutes les planètes sont singulières, Neptune au même titre que les autres. Les éléments trouvés dans sa haute atmosphère pourraient seulement témoigner d'une abondance superficielle, résultat de son évolution : bref, un caractère acquis et non inné. Le manque d'hélium et d'hydrogène l'inquiète davantage.  
    Au cours d'une occultation en 1984, alors que personne n'y croyait, il avait découvert es anneaux imparfaits de sa favorite. Par la suite, il réussit à convaincre ses collègues de l'Union internationale d'astronomie, chargée de baptiser les objets célestes, d'appeler Courage, Liberté, Égalité et Fraternité (des valeurs universelles") les quatre arcs de matière trouvés dedans par Voyager II. Avec la même force de persuasion, il préconise lui aussi un retour sur place. Mais il ne l'espère pas avant les années 2040.  
    Pour l'heure, un seul vaisseau, affrété par la NASA, a survolé en coup de vent la planète bleu-vert. C'était le 25 août 1989. Après Jupiter (1979), Saturne (1981), Uranus (1986), Neptune fut le dernier rendez-vous - furtif - de Voyager II, avant que la sonde ne s'enfonce dans l'immensité des confins du système solaire pour franchir, sans espoir de retour, ses frontières.  
    Pour cette ultime rencontre, l'engin s'est donné beaucoup de mal, approchant la planète de plus près qu'il ne l'avait fait pour aucune autre en douze ans de voyage. Il est passé à seulement 4'950 kilomètres au-dessus de son pole Nord, avant de mettre le cap à 64'800 km/h sur Triton, le plus grand de ses huit satellites. De loin, ce dernier ressemble à la petite Pluton.  
    Sur Triton, on a découvert une fine atmosphère piquetée de nuages et s'étendant à 800 km au-dessus de sa surface, mais aussi une ionosphère, et des geysers volcaniques éjectant de l'azote moléculaire et des particules de poussières sombres. Ce qui n'a pas manqué d'attiser la curiosité.  
    On se demande aujourd'hui si ce satellite ne joue pas un rôle dans la chimie complexe de Neptune en l'alimentant en méthane, par exemple, explique Daniel Gautier, D'un diamètre de 2'705 kilomètres et d'une forte densité (2,066 kg/cm3), ce qui laisse supposer qu'il possède un coeur de roc, le satellite lourd flotte au-dessus des nuages de la planète et peut procéder à de discrets échanges de gaz. Rétrograde, il tourne dans le sens inverse de Neptune et des autres satellites. Une singularité de plus, preuve aux yeux de certains qu'il n'était pas là dès l'origine mais qu'il a été capturé.  
    Au rythme où vont les choses, il se désintégrera en tombant sur la planète d'ici 100 millions d'années et formera des anneaux encore plus spectaculaires que ceux de Saturne. Aujourd'hui, cette pièce rapportée, en sus d'éventuels gaz, fournit des doses d'ions lourds à la magnétosphère de Neptune. Un trafic que Voyager lia surpris, observant des aurores polaires similaires aux terrestres. En raison de la complexité du champ magnétique neptunien, elles n'affectent pas seulement les pôles mais envahissent de larges territoires, descendant jusqu'à des latitudes inhabituelles.  
    C'est que la planète baroque, à l'instar d'Uranus, présente un champ magnétique basculé de 47° par rapport à son axe de rotation, sans être pour autant renversée sur son orbite, comme sa voisine. Son intensité passe de 1 Gauss, dans l'hémisphère sud, à moins de 0,1 Gauss dans le nord : un jeu d'accordéon auquel les astrophysiciens tirent un coup de chapeau. L'orientation et la variabilité de ce champ magnétique leur donnent des indications sur ce qui se passe dans les tréfonds de Neptune : une enveloppe liquide, conductrice, chauffée à gros bouillons par une source d'énergie interne, entoure probablement son noyau de glace de 15 masses terrestres, ce qui la rend magnétique à souhait.  
    Cette chaleur intérieure transparaît à l'extérieur puisque Neptune affiche la même température atmosphérique qu'Uranus, alors qu'elle se trouve une fois et demi plus loin du Soleil et devrait, en toute logique, être beaucoup plus froide. La raison de ce tempérament brûlant ? Sans doute n'a-t-elle pas fini de se refroidir depuis sa formation, à l'inverse d'Uranus. Pourquoi cette différence ? Plus petite, elle aurait dû perdre ses calories plus vite. Mais elle est aussi beaucoup plus dense (1,66), ce qui a dû freiner la chute du mercure. La mini-géante Neptune paraît même très lourde par rapport à sa taille. Autant de singularités physico-chimiques qui font de Neptune une planète improbable.  
    A elle seule, cette planète cristallise toutes les failles des théories sur l'origine du système solaire.  
    Le problème ne vient pas de la planète mais du modèle, constate Bruno Sicardy. Il est possible qu'au début, les choses se soient déroulées beaucoup plus vite qu'on ne l'imagine. Ou que le milieu dans lequel a évolué Neptune fusse nettement plus riche que prévu. Ou peut-être les deux. Allez savoir … Quand on n'a qu'un seul exemple à sa disposition, le nôtre en l'occurrence, dont l'âge vénérable n'arrange rien, il est difficile d'avoir les idées très claires sur la genèse d'un système planétaire.  
    Nous n'avons pas encore observé de disque proto-planétaire autour d'une autre étoile. Les rares planètes extrasolaires observées jusqu'ici sont à des stades plus avancés, poursuit ce jeune professeur d'astrophysique à l'université Paris VI. Ce qui n'empêche nullement d'échafauder des théories. Neptune, par exemple, ne serait pas née là où elle habite. Elle se serait formée plus près du Soleil, dans un canton dense de la nébuleuse solaire soumis â un brassage intensif, puis aurait migré vers le fond du système solaire.  
    Loin du Soleil, au calme, elle serait devenue indolente. "Une conjecture parmi d'autres qui pose des problèmes de dynamique et à laquelle je ne souscris pas. Les hypothèses se succéderont aussi longtemps que nous ne disposerons pas de nouvelles observations in situ. Comme si l'on prétendait connaître à fond la Terre en ne l'ayant survolée qu'une seule fois, à 27 km/s. Nous n 'avons pas assez de contraintes observationnelles pour séparer le bon grain de l'ivraie", conclut lucidement André Brahic.  
            
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