Uranus

Uranus est la première planète découverte à l’aide d’un instrument. Jusqu’en 1781, le système solaire s’arrêtait à Saturne ; cette découverte a doublé d’un coup sa taille connue. C’est aussi l’une des planètes les moins explorées : une seule sonde, Voyager 2, l’a approchée, en janvier 1986.

Uranus en chiffres

Une découverte de 1781

Le 13 mars 1781, l’astronome et musicien d’origine allemande William Herschel, installé à Bath en Angleterre, observe avec un télescope de sa fabrication un astre qui n’est pas ponctuel comme une étoile. Il croit d’abord à une comète. Les calculs de son orbite, presque circulaire et bien au-delà de Saturne, montrent qu’il s’agit d’une planète. Herschel voulait l’appeler « l’astre de George », en l’honneur du roi George III. Le nom d'Uranus, dieu grec du ciel et père de Cronos (Saturne), proposé par l’astronome allemand Johann Bode, finit par s’imposer.

Uranus avait été observée avant, dès 1690 par John Flamsteed, mais prise pour une étoile. À la limite de la visibilité à l’œil nu (magnitude 5,7), elle n’est perceptible que sous un ciel très noir, si l’on sait où regarder.

Les irrégularités de son mouvement ont ensuite conduit, en 1846, à la découverte par le calcul d’une huitième planète, Neptune.

Une planète couchée

Uranus a un axe de rotation incliné d’environ 98° : elle « roule » sur son orbite. Pendant son année de 84 ans, chaque pôle est tourné vers le Soleil pendant environ 42 ans de jour continu, puis plongé dans 42 ans de nuit. Les régions polaires reçoivent ainsi, en moyenne sur l’année, plus d’énergie solaire que l’équateur.

L’explication la plus courante est une collision géante avec un corps de la taille de la Terre, ou une série d’impacts, au début de l’histoire du système solaire. Une autre hypothèse invoque une lente évolution de l’axe sous l’effet de la gravité d’une ancienne lune. Les lunes et les anneaux d’Uranus tournent eux aussi dans le plan de son équateur, donc « à la verticale ».

Une géante de glaces

Uranus et Neptune forment une famille distincte des géantes gazeuses Jupiter et Saturne : ce sont des géantes de glaces. L’essentiel de leur masse n’est pas de l’hydrogène et de l’hélium, mais un mélange chaud et dense d'eau, de méthane et d’ammoniac, que les planétologues appellent « glaces » même s’il est fluide. On distingue :

• une atmosphère d’hydrogène, d’hélium et d’environ 2 % de méthane ;
• un manteau épais de « glaces » fluides sous très forte pression ;
• un noyau rocheux, de taille comparable à celle de la Terre.

Sa couleur bleu-vert vient du méthane, qui absorbe la lumière rouge du Soleil et renvoie le bleu et le vert. Contrairement aux autres géantes, Uranus n’émet presque pas de chaleur interne, d’où sa température extrêmement basse, un mystère encore non résolu. Son champ magnétique est lui aussi singulier : incliné d’environ 59° par rapport à l’axe de rotation et décentré.

Vue par Voyager 2 en 1986, Uranus semblait une boule lisse presque sans détails. Les observations ultérieures, notamment celles du télescope spatial Hubble, ont révélé des nuages, des tempêtes et des bandes qui évoluent avec les saisons.

Anneaux et lunes

Les anneaux

Les anneaux d’Uranus ont été découverts en 1977, depuis la Terre, lors de l’occultation d’une étoile par la planète : la lumière de l’étoile a clignoté plusieurs fois avant et après le passage d’Uranus. Ce sont des anneaux étroits et très sombres, faits de blocs de glace recouverts d’une matière noire.

Les lunes

Les lunes d’Uranus ne portent pas de noms mythologiques : elles sont nommées d’après des personnages de Shakespeare et du poète Alexander Pope.

Certaines de ces lunes pourraient abriter des océans souterrains, une hypothèse à vérifier.

L’exploration d’Uranus

La sonde américaine Voyager 2 a survolé Uranus le 24 janvier 1986 : elle a découvert dix nouvelles lunes, deux nouveaux anneaux et mesuré son champ magnétique. Depuis, aucune mission ne s’y est rendue. Une mission d’orbiteur avec une sonde atmosphérique a été désignée comme priorité par la communauté scientifique américaine en 2022, pour un lancement envisagé dans les années 2030.

Questions fréquentes

Uranus est-elle visible à l’œil nu ?

À peine. Avec une magnitude d’environ 5,7, elle n’est visible qu’en l’absence totale de pollution lumineuse et à condition de savoir exactement où chercher. Des jumelles la montrent comme un point légèrement bleuté.

Pourquoi Uranus est-elle plus froide que Neptune, pourtant plus éloignée ?

Neptune émet plus de deux fois l’énergie qu’elle reçoit du Soleil, grâce à une chaleur interne résiduelle. Uranus n’émet presque rien de plus que ce qu’elle reçoit, pour une raison encore inconnue, peut-être liée à l’impact géant qui l’a renversée.

Combien de temps faut-il pour aller sur Uranus ?

Voyager 2, lancée en 1977, a mis plus de 8 ans pour atteindre Uranus, en profitant de l’assistance gravitationnelle de Jupiter et de Saturne.