Les températures de Neptune sont étrangement chaudes et froides

Le télescope Subaru a acquis cette image infrarouge thermique en 2020 montrant les températures de Neptune. Le pôle sud de la planète semble s’être considérablement réchauffé au cours des dernières années, comme le montre le point lumineux au bas de cette image. En fait, selon une nouvelle étude, les températures récemment mesurées dans l’atmosphère de Neptune se sont avérées à la fois plus froides et plus chaudes que prévu. Image via ESO / M. Roman / NAOJ / Subaru / COMICS.

Neptune est la huitième planète à l’extérieur de notre soleil. Loin de la lumière et de la chaleur du soleil, c’est un monde terriblement froid, avec une température moyenne de -364 degrés Fahrenheit (-220 degrés Celsius). Mais la semaine dernière (11 avril 2022), une équipe internationale d’astronomes a déclaré avoir mesuré une baisse surprenante de la température dans l’atmosphère de Neptune, suivie d’un réchauffement spectaculaire au pôle sud de la planète. Ils sont perplexes et ont dit que ces découvertes étaient inattendu.

Les chercheurs ont utilisé le Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral et plusieurs autres télescopes, à la fois sur Terre et dans l’espace, pour faire leur découverte. Ils ont publié les résultats évalués par des pairs dans Le Journal des sciences planétaires le 11 avril (accès libre).

Variations inattendues des températures de Neptune

Les variations de température étaient surprenantes et inattendues, comme l’a déclaré Michael Roman, auteur principal à l’Université de Leicester, au Royaume-Uni :

Ce changement était inattendu. Depuis que nous avons observé Neptune au début de son été austral, nous nous attendions à ce que les températures se réchauffent lentement, et non plus froides.

Quatre sphères orange floues d'affilée sur fond noir.
Voir plus grand. | Images infrarouges-thermiques de Neptune prises par le Very Large Telescope (VLT) de 2006, 2009 et 2018, et le Subaru Telescope en 2020. Image via ESO / M. Roman / NAOJ / Subaru / COMICS.

Les chercheurs ont fait cette découverte après avoir examiné près de 100 images infrarouges thermiques de Neptune. Les images ont été prises sur une période de 17 ans. Ils ont révélé quelque chose d’assez inhabituel : même si l’été austral commençait sur la planète, la majeure partie de la planète avait progressivement refroidi au cours des deux dernières décennies. Dans l’ensemble, la température moyenne mondiale de Neptune a chuté de 46 degrés Fahrenheit (8 degrés Celsius) entre 2003 et 2018. Pourquoi ?

Puis, au cours des deux dernières années d’observations, les températures au pôle sud de Neptune ont considérablement réchauffé. En fait, ils ont rapidement augmenté de 52 degrés Fahrenheit (11 degrés Celsius) entre 2018 et 2020.

Neptune a un vortex polaire relativement chaud dans son atmosphère au-dessus de son pôle sud. Cependant, les scientifiques n’ont jamais observé ce genre de réchauffement rapide jusqu’à présent. Comme l’a noté Glenn Orton, chercheur principal au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA :

Nos données couvrent moins de la moitié d’une saison Neptune, donc personne ne s’attendait à voir des changements importants et rapides.

Analyse d’image infrarouge thermique

Comment les astronomes ont-ils mesuré les changements de température sur Neptune ? Ils ont utilisé des caméras thermiques qui mesurent la lumière infrarouge émise par les objets astronomiques. Leur étude des images était complète, utilisant toutes les images connues prises par des télescopes au sol au cours des deux dernières décennies. En particulier, ils ont examiné la stratosphère de Neptune.

C’était l’été austral sur Neptune lors des observations. Les astronomes ont pu construire une image plus complète des variations de température au cours de cette période. Le co-auteur Leigh Fletcher de l’Université de Leicester, au Royaume-Uni, a déclaré :

Ce type d’étude n’est possible qu’avec des images infrarouges sensibles provenant de grands télescopes comme le VLT qui peuvent observer clairement Neptune, et celles-ci ne sont disponibles que depuis une vingtaine d’années.

Explications possibles des températures de Neptune

Les scientifiques ne savent pas encore avec certitude ce qui cause les changements inattendus de température. Ils envisagent diverses possibilités, telles que la chimie stratosphérique, les conditions météorologiques aléatoires ou peut-être le cycle solaire du soleil.

Homme souriant avec une architecture stylisée de type mauresque derrière lui.
Michael Roman de l’Université de Leicester, au Royaume-Uni, a dirigé la nouvelle étude sur les changements de température inhabituels dans l’atmosphère de Neptune. Image via LinkedIn.

Seules d’autres observations permettront de déterminer la cause ou les causes des fluctuations de température. En particulier, le télescope extrêmement grand (ELT) de l’ESO pourrait observer ces changements de température plus en détail, et le télescope spatial James Webb récemment lancé fournira de nouvelles cartes sans précédent de la chimie et de la température dans l’atmosphère de Neptune. Toutes ces observations fourniront des indices précieux sur ce qui se passe dans l’atmosphère froide de Neptune. Il reste encore beaucoup à apprendre sur Neptune, comme l’a noté Roman :

Je pense que Neptune est elle-même très intrigante pour beaucoup d’entre nous parce que nous en savons encore si peu à son sujet. Tout cela pointe vers une image plus compliquée de l’atmosphère de Neptune et de son évolution avec le temps.

Plusieurs télescopes

Le VLT a joué un rôle central dans l’obtention des images utilisées dans l’étude, en particulier l’instrument VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed (VISIR). Mais en plus, plusieurs autres télescopes ont également contribué à l’analyse, notamment le télescope spatial Spitzer de la NASA et le télescope Gemini South au Chili. En outre, le télescope Subaru, l’observatoire WM Keck et le télescope Gemini North, tous situés à Hawaï, ont joué un rôle.

En raison de la taille de son miroir et de son altitude, le VLT a fourni les images les plus claires de Neptune, comparables à celles du télescope spatial Hubble.

Planète bleue avec des traînées claires et sombres et des nuages ​​dans son atmosphère.
Neptune vu par le vaisseau spatial Voyager 2 de la NASA le 25 août 1989. Voyager 2 est toujours le seul vaisseau spatial à avoir visité Neptune et ses lunes. Image via NASA / JPL.

Un monde froid et lointain

À 2,8 milliards de miles (4,5 milliards de km) du soleil, Neptune est, sans surprise, un endroit extrêmement froid, tout le temps. Même avec des variations, la température moyenne est toujours de -364 degrés Fahrenheit (-220 degrés Celsius).

Neptune a des saisons, comme la Terre. Cependant, chaque saison dure l’équivalent de 40 années terrestres. Il faut 165 années terrestres à Neptune pour effectuer une orbite autour du soleil. La saison estivale dans l’hémisphère sud de Neptune a commencé en 2005.

Le vaisseau spatial Voyager 2 de la NASA a survolé Neptune et ses lunes le 25 août 1989. C’est à ce jour le seul vaisseau spatial à avoir visité ces mondes lointains.

Conclusion : Les températures de Neptune sont étonnamment à la fois plus fraîches et plus chaudes que prévu, selon les scientifiques. Plusieurs télescopes du monde entier et de l’espace ont effectué des observations pour la nouvelle étude internationale.

Source : variation sous-saisonnière de l’émission dans l’infrarouge moyen de Neptune

Via l’ESO

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