Uranus est la septième planète du système solaire, une géante gazeuse et la troisième en taille. Elle fut découverte le 13 mars 1781 par William Herschel. Son nom vient du dieu Uranus, dieu romain du ciel, équivalent du dieu grec Ouranos.

Elle a un axe de rotation incliné à 98° ! Celui de la Terre est de 23,27°, et celui de Jupiter de 3,22°. Uranus est donc quasiment couchée sur son orbite. Uranus parcourt en 84 ans et 7,4 jours une orbite presque circulaire inclinée de 46° par rapport au plan de l'écliptique.

Elle tourne sur elle-même en 17 h 14 min autour d'un axe quasiment couché (à 8° près) sur le plan de l'orbite, particularité unique dans le système solaire.

COMPOSITION INTERNE

Uranus est une planète géante gazeuse, comme Jupiter, Saturne et Neptune. Même si la composition interne d'Uranus est peu connue, il est certain que sa structure est différente de celle de Jupiter et Saturne. En théorie, elle serait composée d'un noyau solide de silicates et de fer d'environ 7500 km de diamètre, entouré d'un manteau composé de nuages d'hydrogène moléculaire, d'hélium, de méthane et d'ammoniac sur une épaisseur de 10.000 km, puis d'une couche superficielle d'hydrogène et d'hélium liquide, épaisse d'environ 7600 km qui se fond graduellement dans l'atmosphère. à la différence de Jupiter et Saturne, Uranus n'est pas assez massive pour que l'hydrogène existe à l'état métallique autour du noyau. Cependant, les données recueillies par la sonde Voyager 2 ainsi que certaines expériences de laboratoire remettent en question l'existence d'un noyau solide. Il est possible au contraire que les matériaux soient plus ou moins uniformément distribués à l'intérieur d'Uranus.

ATMOSPHÈRE

L'atmosphère d'Uranus est composée principalement de dihydrogène (H₂) à 83%, d'hélium (He) à 15%, de méthane (CH₄) et d'ammoniac (NH₃). Cette atmosphère occuperait près de 30% du rayon de la planète, soit 7500 km. La couleur bleu-vert d'Uranus est due à la présence de méthane dans l'atmosphère, qui absorbe principalement le rouge et l'infra-rouge. Des nuages ont été détectés en haute altitude et se déplaceraient d'est en ouest entre 40 et 160 m/s. Des mesures ont révélé également des vents soufflant à 100 km/h dans le sens contraire au niveau de l'équateur.

ANNEAUX PLANÉTAIRES

Uranus possède au moins 13 anneaux principaux. Seuls neuf anneaux sont visibles sur cette photo. Le plus marqué est e. Photo prise par Voyager 2 ( ->). Cinq ont été découverts en 1977 grâce aux observations d'occultations d'étoiles par Uranus. Six autres furent observés par Voyager 2 entre 1985 et 1986. Les deux derniers furent découverts gràce au télescope spatial Hubble en décembre 2005. Les anneaux d'Uranus sont fins et ont des bords nets ; entre eux s'étend un milieu diffus. Les particules qui les composent ont des dimensions de l'ordre du centimètre et un albédo moyen de 0,15 qui les rend très peu visibles.

Si les 10 premiers anneaux d'Uranus sont fins et circulaires, le dernier, l'anneau e, est plus excentrique et plus large, de 20 km au point le plus proche de la planète à 98 km au point le plus éloigné. Il est encadré par deux satellites "bergers", Cordélia et Desdémone. Les deux derniers anneaux sont très nettement plus éloignés, l'anneau R/2003 U 1 se situant deux fois plus loins qu'e, par exemple.

Uranus, ses anneaux et ses satellites (->) vus, le 28 juillet 1997 par le télescope spatial Hubble. Crédit : E. Karkoschka (Univ. Arizona) / Nasa.

INCLINAISON DE L'AXE

Uranus en fausses couleurs, accompagnée de quelques-uns de ses satellites. Les régions en vert et bleu laissent facilement pénétrer les rayons du Soleil à travers l'atmosphère. Les régions en rouge et en orange indiquent la présence de nuages en haute altitude.

À la différence de toutes les autres planètes du système solaire, Uranus est très fortement inclinée sur son axe puisque celui-ci est quasiment parallèle à son plan orbital. Elle roule pour ainsi dire sur son orbite et présente alternativement son pôle nord, puis son pôle sud au Soleil (même si la désignation de nord ou de sud est assez délicate).

Au moment du survol de la planète par Voyager 2 en 1986, le pôle sud d'Uranus était orienté presque directement vers le Soleil. On peut dire qu'Uranus a une inclinaison légèrement supérieure à 90° ou bien que son axe a une inclinaison légèrement inférieure à 90° et qu'elle tourne alors sur elle-même dans le sens rétrograde. Ces deux descriptions sont équivalentes d'un point de vue physique mais il en résulte une définition différente du pôle nord et du pôle sud. Une des conséquences de cette orientation est que les régions polaires reçoivent plus d'énergie du Soleil que les régions équatoriales. Néanmoins, Uranus reste plus chaude à son équateur qu'à ses pôles. Le mécanisme qui en est la cause reste encore inconnu. Aucune théorie n'a à l'heure actuelle réussi à expliquer cette inclinaison sans faire appel à une collision cataclysmique avec un autre corps, pendant sa formation peut-être. Il semblerait également que l'importante inclinaison d'Uranus entraîne des variations saisonnières extrêmes dans son climat.

URANUS COUCHÉE PAR UN SATELLITE Uranus aurait basculée peu à peu sur son orbite du fait d'une interaction avec un gros satellite. Contrairement aux autres planètes, Uranus est "couchée" : son équateur est incliné de 97° par rapport au plan de son orbite. Le scénario généralement invoqué pour cette originalité est une violente collision avec une protoplanète de la taille de la Terre. Mais un fait ne colle pas avec cette hypothèse : les principaux satellites d'Uranus évoluent dans le plan équatorial de la géante. Or, si un impact avait désorienté la planète, ses satellites n'auraient pas basculé avec elle. Selon Gwenaïl Boué et Jacques Laskar, de l'observatoire de Paris, Uranus s'est couchée en douceur. Et ce, au moment où le très lent mouvement de toupie effectué par son axe de rotation (appelé précession) et celui de l'axe de son orbite sont entrés en résonance - c'est-à-dire lorsqu'ils se sont mis à osciller avec la même période. "Nos travaux montrent que si Uranus était accompagnée d'un satellite d'un centième de sa masse, et situé à 50 rayons d'elle, la précession de son axe de rotation a pu s'accélérer, ce qui a pu conduire à la résonance", explique Jacques Laskar. Ce satellite aurait ensuite été éjecté par l'influence gravitationnelle de Saturne ou de Jupiter. CIEL & ESPACE > Avril > 2010 Index ASTRONOMIE -> SYSTÈME SOLAIRE -> PLANÉTOLOGIE CE N'EST PAS UN CHOC QUI A FAIT BASCULER URANUS On a longtemps pensé que la position couchée d'Uranus était due à un choc brutal avec un autre corps céleste. Mais pour quelle raison ses satellites auraient-ils basculé avec la planète ? Deux chercheurs français proposent un scénario original, basé sur des simulations : par un effet gravitationnel, le plus gros des satellites d'Uranus aurait perturbé le mouvement de la planète au point de la faire basculer avec son cortège satellitaire. Le satellite perturbateur aurait ensuite disparu, éjecté lors d'un passage de Neptune à proximité. P.O. - SCIENCE & VIE > Avril > 2010 Index ASTRONOMIE -> SYSTÈME SOLAIRE -> PLANÉTOLOGIE LE JOUR OÙ URANUS A COMMENCÉ À BASCULER Uranus est une originale : la 7ème planète du système solaire progresse sur son orbite à la manière d'une roue et non comme une toupie. Certains pensent que l'étrange position de son axe de rotation, parallèle au plan orbital, est due à une collision géante avec un corps de la taille de la Terre. Deux astronomes français, Gwenaïl Boué et Jacques Laskar, proposent une hypothèse douce : une lune, aujourd'hui disparue, aurait provoqué, il y a plusieurs milliards d'années, un mécanisme de résonance avec la planète, qui aurait progressivement fait basculer l'axe de rotation d'Uranus. SCIENCES ET AVENIR > Mars > 2010 Index ASTRONOMIE -> SYSTÈME SOLAIRE -> PLANÉTOLOGIE

CHAMP MAGNÉTIQUE

Le Champ magnétique d'Uranus est grosso-modo de la même intensité que le champ magnétique terrestre. En revanche, il est incliné de 59° par rapport à son axe de rotation. Il trouve probablement son origine, comme celui de toutes les autres planètes, dans un effet dynamo lié à la rotation rapide des couches internes fluides. Il est possible que cette inclinaison résulte de la combinaison d'un champ magnétique "fossile", résidu de la nébuleuse solaire à partir de laquelle s'est formé le système solaire, et de l'effet dynamo actuel.

Uranus possède au moins 27 satellites naturels. Les deux premiers furent découverts par William Herschel le 13 mars 1787 et nommés Titania et Obéron par son fils, d'après des personnages du "Songe d'une nuit d'été" de William Shakespeare. Deux autres lunes, Ariel et Umbriel, furent découvertes par William Lassell en 1851. Gerard Kuiper découvrit Miranda en 1948. Dix autres lunes furent découvertes lors du passage de Voyager 2 en 1986 et une autre, Perdita, fut découverte treize ans plus tard parmi les photographies reçues. Onze autres lunes ont été identifiées depuis, en utilisant des télescopes terrestres.

Le 28 juillet 2006, l'instrument ACS (Advanced Camera for Surveys) du télescope spatial Hubble a permis de réaliser cette image dans le proche infrarouge de la planète Uranus sur laquelle se détache son satellite Ariel et l'ombre portée de celui-ci. Ariel, d'un diamètre de 1160 kilomètres et vu comme un point blanc sur l'image, projette son ombre (la tache sombre) sur la partie supérieure des nuages d'Uranus. Pour un observateur situé sur la planète, le phénomène serait une éclipse de Soleil.

Bien que de tels "transits" de lunes devant les disques de leurs planètes soient choses communes pour d'autres planètes géantes gazeuses telles que Jupiter, le cas d'Uranus est particulier. Ses satellites gravitent d'une façon telle qu'ils ne projettent que rarement leurs ombres sur la surface de la planète. L'inclinaison de l'axe de rotation d'Uranus est telle que celui-ci se trouve pratiquement dans son plan orbital. La planète est fortement inclinée sur le côté. Les lunes gravitant au-dessus de l'équateur, leurs trajectoires ne s'alignent avec le plan de l'écliptique que tous les 42 ans. Uranus approche de son équinoxe qui aura lieu en 2007, lorsque le Soleil brillera directement au-dessus de son équateur. Cet événement s'est produit pour la dernière fois en 1965.

Ariel, qui n'a que le tiers de la taille de notre Lune, est le plus gros satellite d'Uranus. Au fur et à mesure de l'approche de l'équinoxe, d'autres éclipses semblables pourront être observées pour les lunes Umbriel, Titania et Obéron.