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Le champ magnétique d’Uranus, étonnant interrupteur

Le champ magnétique d’Uranus, étonnant interrupteur

Uranus est une de nos plus étranges voisines. Plus de 30 ans après le passage de Voyager 2 près d’Uranus, les chercheurs de l’Institut de technologie de la Géorgie ont analysé assez de données (article sur la DATA science à lire sur Big Data) du vaisseau spatial pour en apprendre davantage sur la planète glacée.

Planète géante de glace, de type géante de glace, c’est la 7e planète du système solaire, la 3e plus grande et 4e plus massive. Mais ce qui fait qu’elle est unique dans notre système solaire est qu’elle est “couchée” sur son orbite : ses pôles sont là où les autres planètes (incluant notre bonne vieille Terre) ont leur équateur, son axe de rotation est quasiment sur son plan de révolution autour de notre étoile, le Soleil. Quand la Terre a une inclinaison de son axe magnétique de 11,5 °, celle d’Uranus est de 58 °. Institut de Physique du Globe de Paris : le champ magnétique de la Terre

Pourtant, si cette planète semble faire tout “à l’envers”, elle dispose d’une magnétosphère qui semble fonctionner correctement. Pour mieux comprendre l’étrangeté d’Uranus, les chercheurs ne peuvent utiliser que les données fournies par Voyager 2 lors de son passage en 1986, Hubble ne permettant pas une observation directe suffisante de la planète de glace.

 

Fiche d’identité d’Uranus

Origine du nom: L’astronome Herschel, à l’origine de sa découverte officielle, décide de nommer l’objet « Georgium Sidus » (étoile de George), ou « Georgian Planet » (planète Géorgienne) en l’honneur de son nouveau mécène, le roi George III. Mais, pour davantage de portée, elle fut ensuite renommée Uranus, père de Saturne dan la mythologie romaine, autrement dit la version latinisée du dieu du ciel, Ouranos dans la mythologie grecque.
Date de Découverte: Première planète découverte à l’aide d’un télescope, le 13 mars 1781 par l’astronome britannique William Herschel. Bien qu’elle soit visible à l’œil nu comme les cinq planètes déjà connues, son caractère planétaire ne fut pas identifié avant cette date en raison de son très faible éclat (à la limite de la visibilité) et de son déplacement apparent très lent. Elle était prise pour une étoile jusqu’à ce que Herschel constate qu’elle est bel et bien une des planètes de notre système solaire.
Catégorie: Planète, dite géante de glace.
Composition: Gazs (environ 84 % d’hydrogène, 15 % d’hélium), roches en fusion et glace. Le noyau d’Uranus est composé de roches riches en silicate et fer-nickel de la taille de la Terre. Il est entouré par un manteau composé de glaces, d’ammoniac et de méthane. L’atmosphère est constituée principalement d’hydrogène et d’hélium, avec des strates de nuages à différentes altitudes.
Orbite ou Distance du Soleil: 2 872,5 millions de km (19 fois plus éloignée du Soleil que notre Terre).
Jour: 17 heures et 14 minutes terrestres.
Année: Environ 84 années terrestres.
Diamètre: 51 118 km soit environ 4 fois la Terre.
Gravité à la surface: Environ 0,9 fois celle de notre Terre.
Température de surface: -220 degrés Celsius au sommet des nuages (estimée à -179 plus bas).
Lunes: 27 satellites connus à ce jour, dont Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania et Obéron parmi les plus volumineux.
Anneaux: 13 connus.

 

Une planète encore bien mystérieuse

Les chercheurs n’ont pu ajuster la position des pôles d’Uranus qu’en 2014, suite aux premières analyses des données. Lire l’article de l’Observatoire de Paris: On a retrouvé les pôles ! Les positions des aurores ont également été précisées à cette période à partir de modèles estimés du champs magnétique de la planète. Les découvertes récentes permettent donc d’affiner les modèles et à terme aider à mieux comprendre pourquoi cette planète est si unique.
Les scientifiques ont découvert que contrairement à notre planète Terre qui a un champs magnétique comme une bulle qui protège la Terre en permanence et laisse passer les rayonnements les plus forts lors des tempêtes solaires et ajuste alors son champs magnétique, créant ainsi irrégulièrement des aurores boréales, Uranus “s’ouvre et se ferme” dans une seule direction, chaque jour, créant ainsi des aurores à intervalle régulier, et formant lorsqu’il est fermé une sorte de bouclier aux particules, les rejetant loin d’Uranus.

 

Un cauchemar géomagnétique

“Uranus est un cauchemar géomagnétique.” dit le Dr Carol Paty, co-auteure de l’étude. “Le champ magnétique tombe très vite, comme un enfant qui roule en bas d’une colline sur les talons.”

Son champ magnétique tombe asymétriquement par rapport à la direction du vent solaire alors que le géant glacé complète sa pleine rotation de 17,24 heures. Dans les magnétosphères, habituellement, le vent solaire dicte un changement, comme ici sur la Terre, alors que sur Uranus, le changement de rotation rapide d’Uranus dans la force et l’orientation du champ conduisent à un scénario périodique ouvert-fermé-ouvert-fermé alors qu’il se déverse dans le vent solaire, comme le ferait un interrupteur dans un circuit électrique.
Carol Paty dit que cette reconnexion du vent solaire devrait se produire en amont de la magnétosphère d’Uranus sur une gamme de latitudes, avec fermeture de flux magnétique dans diverses parties de la queue de la magnétosphère de la planète.
La reconnexion des champs magnétiques est un phénomène courant dans l’ensemble du système solaire et dans l’univers. Il se produit lorsque la direction du champ magnétique interplanétaire – qui provient du soleil et est également connue sous le nom de champ magnétique héliosphérique – est opposée à l’alignement magnétosphérique d’une planète. Les lignes de champs magnétiques se réorganisent ensuite localement, ce qui permet à un flux d’énergie solaire d’entrer dans le système.
La reconnexion magnétique est une des raisons des aurores terrestres.
Les aurores sur Uranus ont été observées à de rares occasions, tels des arcs lumineux, Hubble étant trop loin pour nous donner une vue précise.

Un petit pas pour l’exobiologie, un grand pas pour la compréhension de notre système solaire et de notre planète

Les chercheurs expliquent qu’en savoir davantage à propos d’Uranus est une des clés pour découvrir davantage sur les planètes hors de notre système solaire, car la majorité des exoplanètes qui ont été découvertes semblent être également des géantes de glace.

La découverte tombe peut-être au bon moment, car la NASA vient d’annoncer qu’elle envisage d’envoyer des sondes auprès d’Uranus et Neptune pour faire la lumière sur l’histoire de notre système solaire. Pour plus de détails, je vous invite à réécouter sur France Culture l’émission Allô la Terre

Comprendre comment ces champs géomagnétiques complexes protègent des radiations stellaires nous permettra d’étudier l’habitabilité des nouveaux mondes découverts. Une fois encore, notre regard se pose loin pour partir à la recherche d’autres “Terres”.

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© Image Credit: Voyager2/NASA/JPL

Publication originale

La publication a été publiée sous le titre initial de “Diurnal and Seasonal Variability of Uranus’ Magnetosphere,” dans le Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Traduction de Maïm Garnier inspirée de l’article officiel de Jason Maderer Topsy-turvy motion creates light switch effect uranus sur le site du Georgia Institute of Technology, les commentaires et formulations étant apportés pour apporter clarté et lisibilité pour un public curieux mais non spécialiste.

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Pour aller plus loin

CNES : une page sur chaque planète, dont Uranus
ESA : Uranus in solar system, properties
NASA : Uranus, missions and stories about the planet
String Theory : une vidéo de Florence Porcel, 5 infos insolites sur Uranus

Sources

Sont cités dans cet article des références aux sources suivantes : France Culture, CNES, ESA, NASA, Observatoire de Paris, Institut de Physique du Globe de Paris, Futura sciences, String Theory, Florence Porcel, Wikipedia, leBigData.fr, Georgia Institute of Technology.

 

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About The Author

Maïm GARNIER

Vulgarisatrice des sciences et technologies, Journalisme scientifique, Community Manager, SenseMaker, écrivain (romans du futur, anticipation, science-fiction, fantastique).
Mon challenge : susciter votre curiosité et garder votre regard grand ouvert.

2 Commentaires

  1. Heikel

    Salut,

    Je viens de tomber sur ton blog. J’adore tes articles et le style de ton blog. Je le met dans mes favoris. 😉

    Concernant l’article j’ai appris pas mal de chose, merci !

    Réponse
    • Maïm Garnier

      Merci ! Découvrir et apprendre doit rester amusant sans oublier d’être juste, c’est ce que je m’applique à transmettre, et je suis ravie de constater que le but est atteint. 😉

      Réponse

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