Neptune

Gravitant à environ 4,5 milliards de kilomètres du Soleil sur une orbite quasi circulaire, Neptune met cent soixante-cinq ans pour accomplir une révolution. Son plan équatorial est incliné de près de 30 degrés par rapport au plan de son orbite. Bien que trois fois plus petit que Jupiter, Neptune est une planète géante qui est composée à 99% d'hydrogène et d'hélium. Avec un diamètre de 49 520 kilomètres, Neptune est à peine plus petit qu'Uranus. Cependant, sa masse est légèrement supérieure, de l'ordre de 17,2 fois celle de la Terre (contre 14,5 fois pour Uranus), ce qui lui confère la masse volumique moyenne la plus élevée des planètes géantes (1,76 g/cm3). Comme Neptune est notablement moins massif que Jupiter ou Saturne, donc moins comprimé par la gravité, il contient une plus grande proportion d'éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium.

La découverte de Neptune eut un très grand retentissement au XIXe siècle. Elle fait date dans l'histoire des sciences car elle marque le triomphe de la mécanique céleste: le calcul permettait de découvrir un corps céleste situé à plus de 4 milliards de kilomètres de la Terre! Dès la fin du XVIIIe siècle, les astronomes eurent de la peine à accorder les observations d'Uranus avec ses positions calculées. Alexis Bouvard, astronome à l'Observatoire de Paris, fut un des premiers à remarquer les «irrégularités» du mouvement d'Uranus. Grâce en particulier à François Arago, l'idée qu'un corps inconnu perturbait son orbite se fit alors jour, et, indépendamment, l'Anglais John Couch Adams en 1843 et Urbain Jean Joseph Le Verrier en 1846 calculèrent la position et la masse de ce corps avec une précision suffisante pour permettre sa découverte dans la constellation du Verseau.

Objet de huitième magnitude, donc invisible à l'oeil nu, Neptune se présente au télescope comme un disque bleu-vert d'un diamètre apparent de l'ordre de 2 secondes d'angle.

Avant l'ère spatiale, deux satellites seulement étaient connus: Triton et Néréide. Par ailleurs, en observant des occultations d'étoiles par Neptune à partir d'observatoires différents, des chercheurs français et américains avaient, dès 1984 et 1985, simultanément détecté au moins deux «arcs» de matière autour de la planète.

Mais l'essentiel de nos connaissances sur Neptune, son environnement, ses satellites et ses anneaux proviennent des observations effectuées par la sonde Voyager-2 en 1989. Initialement conçue pour explorer Jupiter et Saturne, cette sonde avait été améliorée et réparée à distance afin d'aller étudier Uranus et Neptune. La découverte du monde de Neptune s'avérait toutefois très délicate pour deux raisons: les anneaux ainsi que les satellites sont intrinsèquement très sombres, et l'intensité du rayonnement solaire est neuf cents fois plus faible au niveau de l'orbite neptunienne que près de la Terre. Il n'était donc pas a priori évident de prendre des images à partir d'une sonde qui, de surcroît, devait survoler le système de Neptune, les 25 et 26 août, à plus de 27 kilomètres par seconde. Les ingénieurs ont cependant réussi à programmer les mouvements de Voyager-2 de manière à compenser l'effet de bougé pendant les prises de vue. En quelques jours, la sonde a recueilli plusieurs milliers d'images et de spectres ainsi que des millions de mesures radio, magnétiques, de flux de particules, etc. Elle a mis en évidence six nouveaux satellites, un système d'anneaux complets et a révélé la complexité de l'atmosphère neptunienne, beaucoup plus animée qu'il n'était prévu pour un corps aussi froid. La plus grande surprise a certainement été provoquée par les images de Triton, qui ont montré un satellite à l'histoire géologique complexe et présentant encore des traces d'activité.

Une occultation stellaire par Neptune est observée pour la première fois le 7 avril 1968, depuis l'Australie. Dix ans plus tard, après la découverte des anneaux d'Uranus, certains astronomes prétendent avoir vu l'étoile s'«éteindre» juste avant l'occultation par la planète. Malheureusement, ce fait n'avait pas été signalé à l'époque de l'occultation et les données originales n'ont jamais été retrouvées.

Avant le survol de Neptune par la sonde Voyager-2, seuls deux satellites, Triton et Néréide, étaient connus. Ils sont dits irréguliers car leurs orbites sont insolites: Triton a un mouvement rétrograde sur une orbite très inclinée par rapport au plan équatorial de Neptune, et Néréide gravite sur une orbite fortement excentrique. En 1989, les images prises par Voyager-2 ont révélé six nouveaux satellites qui forment un système régulier tournant dans le sens direct sur des orbites circulaires et peu inclinées. Depuis quelques satellites lointains ont été découverts depuis la Terre.

IdentificationOrbiteSatelliteObservationDécouverteCommentaires
NomSigleTemporairedistance
km
révolution
jours
ExcentricitéInclinaison
en °
diamètre
en km
Densité
eau=1
Mag vu
de terre
Distance
planet ('')
DécouvreurDate découv
NaïadeIII482300,2943960,00034,7448 x 30 x 261,324,72,3Richard J. Terrile1989
ThalassaIV500700,3114850,00020,2154 x 50 x 261,323,82,4Richard J. Terrile1989
DespinaV525300,3346550,00010,0790 x 74 x 641,322,62,5Stephen P. Synnott1989
GalatéeVI619500,4287450,00010,05102 x 92 x 721,322,33Stephen P. Synnott1989
LarissaVII735500,5546540,00140,2108 x 102 x 841,3223,5Equipe de Harold J. Reitsema24/05/1981
ProtéeVIII1176501,1223150,00040,04220 x 208 x 2021,320,35,6Equipe de Harold J. Reitsema10/10/1846
TritonI3547605,8768540,000016157,3451353,42,0513,717William Lassell01/05/1949Rétrograde, rotation inverse
NéréideII5513400360,136190,75127,231701,518,7264Gerard P. Kuiper01/05/1949
S/2002 N1156860001874,80,572134,1241,524774Equipe de Matthew J. Holman14/08/2002
S/2002 N2224520002918,90,29748,4241,524965Equipe de Matthew J. Holman14/08/2002
S/2002 N3225800002982,30,47934,6241,5241023Equipe de Matthew J. Holman13/08/2002
S/2002 N4465700008863,10,527132,5301,524,92322Equipe de Matthew J. Holman14/08/2002Rétrograde
PsamathéeXS/2003 N1467380009136,10,45137,3141,5Equipe de David C. Jewitt29/08/2003Rétrograde

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