Le géant des glaces est plus éloigné qu’Uranus, mais leurs températures de surface sont remarquablement similaires. Lorsque Voyager 2 a atteint Neptune en 1989, 12 ans à peine après son voyage historique dans le système solaire, il a découvert six nouvelles lunes, pris les premières images des anneaux de la planète et noté une tempête particulièrement violente.
La tempête était une surprise. Dans l’hémisphère sud, le vent soufflait dans les sens anti-horaire jusqu’à 2 414 km / h – le plus fort jamais enregistré. Les astronomes l’appelaient le grand point noir et, même s’il avait disparu au moment où le télescope spatial Hubble examinait la planète cinq ans plus tard, ils étaient impatients de comprendre pourquoi les vents étaient aussi extrêmes.
Un autre problème les a également rendus perplexes : Voyager 2 a révélé que Neptune est plus chaud qu’Uranus , bien qu’il soit plus éloigné du soleil. Comme le physicien Brian Cox en a parlé dans son documentaire de la BBC, The Planets :
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« La source de cette chaleur supplémentaire reste un mystère. » Mais cela signifie-t-il que nous avons un double casse-tête entre les mains et qu’un mystère peut-il aider à expliquer l’autre ?
Avant de commencer à aborder les deux problèmes en jeu, nous devons d’abord examiner ce que l’on entend réellement par « plus chaud ». Neptune étant un géant gazier, nous ne pouvons pas tester la température moyenne au niveau du sol de la même manière que nous le pourrions sur la surface solide de la Terre . Au lieu de cela, le noyau de Neptune étant probablement petit, les mesures de température doivent être effectuées à une altitude supérieure. Le problème est, lequel ? Le problème avec la température
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« Nous ne pouvons mesurer que les températures dans les couches ultrapériphériques », a déclaré par courriel Michael Wong, scientifique en sciences planétaires à l’Université de Californie à Berkeley.
Ce faisant, nous constatons que Neptune n’est pas réellement plus chaud qu’Uranus en termes réels – ils sont essentiellement à la même température. Mais comme Neptune reçoit moins d’éclairement solaire parce que plus éloigné du soleil, cela ne devrait pas être le cas.
Cette similitude de température suggère que Neptune est plus chaud en termes de quantité de chaleur qu’il émet par rapport à la quantité de chaleur qu’il absorbe du soleil.
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« Les mesures de Voyager montrent Neptune émet deux fois plus de chaleur qu’il absorbe du soleil, alors que Uranus ne est pas, » Anthony Del Genio de l’Institut Goddard de la NASA pour les études spatiales (GISS).
Et c’est là que les choses deviennent plutôt intrigantes. C’est parce que Neptune n’est pas inhabituel dans ce cas.
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« Jupiter et Saturne émettent également près de deux fois plus de chaleur qu’ils absorbent, mais Uranus ne le fait pas », a déclaré Del Genio. « Uranus est l’intrus. » « La progression de la température à mesure que l’on s’éloigne du soleil montre que Jupiter est la plus chaude des géantes gazeuses, Saturne ensuite, puis Neptune. Uranus est celui qui est hors de propos », a déclaré Del Genio. « Pourtant, ce résultat inhabituel est lié au fait qu’Uranus n’a pas de source de chaleur interne significative. »
Neptune est en train de trouver un moyen de se réchauffer au niveau d’Uranus, tandis que ce dernier est incapable de générer une chaleur supplémentaire autre que celle glanée par le soleil. Mais qu’est-ce qu’une source de chaleur interne ? En termes simples, il s’agit de la chaleur laissée par la naissance du système solaire lors de la formation de ces planètes. La chaleur se contracte hors de la nébuleuse solaire primitive – un effet connu sous le nom de contraction de Kelvin-Helmholtz.
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« La source de chaleur supplémentaire sur Neptune [et Jupiter et Saturne] est en grande partie due à la contraction gravitationnelle », a déclaré Joshua Tollefson, également de l’Université de Californie à Berkeley. « Alors que la planète se contracte lentement par gravitation, la matière qui tombe vers l’intérieur transforme son énergie potentielle en énergie thermique, qui est ensuite libérée vers le haut hors de la planète. »
Pourtant, il n’existe aucune raison expliquant pourquoi Uranus n’a pas beaucoup de source de chaleur interne – ni aucune.
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« Quelque chose a dû retarder ce processus sur Uranus – peut-être à cause d’une collision dans ses débuts de l’histoire qui a assommé la planète », a déclaré Tollefson.« La question devient: pourquoi Neptune a-t-il une source de chaleur interne mais pas Uranus ? »
Planètes gelées qui aiment roter Il est possible que la chaleur ne soit pas dégagée de l’intérieur à une vitesse constante, mais plutôt en « ronds ».
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« Nous ne voyons peut-être qu’Uranus dans une période de repos, alors que Neptune a éclaté plus récemment », a déclaré Tollefson. « Les rots sont des convections, qui peuvent se produire lors d’épisodes discrets séparés par de longues périodes, mais nous ne pouvons pas savoir si cela fonctionne de manière certaine si nous ne voyons pas l’un de ces épisodes convectifs se produire. »
Il pourrait également s’agir d’Uranus, qui est un ancien et de Neptune, un plus jeune.
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« La quantité de chaleur émise par une planète dépend principalement de son âge et de la rapidité avec laquelle elle dégage cette chaleur », a déclaré Amy Simon, scientifique senior à la NASA pour la recherche sur l’atmosphère planétaire au Goddard Space Flight Center de la NASA. « Une planète plus ancienne serait plus froide. La rapidité de leur libération dépend de la structure et de la composition de l’intérieur, des couches nuageuses, de la convection, etc., ce qui peut être assez compliqué. » « Sur les géantes gazeuses, il peut y avoir une quantité importante de pluie d’hélium qui modifie la quantité de chaleur libérée. Pour Uranus et Neptune, il est possible qu’ils soient d’âge différent ou, plus vraisemblablement, l’événement qui a fait basculer Uranus sur le côté structure intérieure et / ou dégage de la chaleur plus rapidement » , a déclaré Simon.
Alors, qu’en est-il de ces vents? Ils sont indéniablement féroces et cela peut avoir un rapport avec la température.
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« Nous spéculons depuis longtemps que la froideur de Neptune et d’Uranus pourrait conduire à des conditions presque sans friction et permettre ainsi des vents plus rapides », a déclaré Heidi Hammel, un astronome planétaire qui a étudié de manière approfondie les deux planètes et qui faisait partie de la l’équipe d’imagerie Neptune de Voyager 2.
Elle entend par là qu’il n’y a pas de montagnes, collines ou autres formes dans le paysage neptunien qui ralentissent les vents. Mais existe-t-il une relation entre les tempêtes et la source de chaleur interne ?
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« Probablement », dit Hammel, « mais il y a aussi un équilibre délicat entre la chaleur interne et la lumière du soleil entrante. »
Il est difficile de quantifier ces effets en raison des longues échelles de temps impliquées.
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« Un an sur Neptune correspond à 165 années terrestres. Nous n’avons donc pas eu la chance d’étudier la planète avec des outils modernes tout au long de son cycle saisonnier », a déclaré Hammel. « Vous avez besoin de beaucoup de patience – et de confiance dans les générations passées et futures de scientifiques planétaires – pour étudier les atmosphères des planètes extérieures. » « J’imagine que la théorie était supposée être la plus grande quantité d’énergie solaire, plus d’énergie éolienne, mais sur Terre, nous savons depuis longtemps que la quantité d’énergie reçue par le soleil et convertie en énergie cinétique dans l’atmosphère – c’est-à-dire que le vent est une fraction infime ». a déclaré Del Genio.
La Terre est un moteur thermique très inefficace et ne vous en donne pas pour votre argent. L’une des raisons est que sa surface solide dissipe l’énergie éolienne par friction, contrairement aux géantes gazeuses. C’est l’une des raisons pour lesquelles toutes les planètes géantes ont des vents beaucoup plus forts que la Terre. Pourquoi les vents de Neptune sont-ils si forts ?
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« Les vents sont probablement générés plus profondément que la lumière du soleil ne peut les pénétrer. Une combinaison de chaleur interne et de rotation les produira probablement »,a déclaré Simon, soulignant la question de savoir pourquoi les vents d’Uranus et de Neptune ne correspondent pas, étant donné qu’ils ont des vitesses de rotation similaires. « Cela nous dit que quelque chose de différent entre eux: de la chaleur partiellement interne ou autre chose », a déclaré Simon.
Les vents d’Uranus peuvent souffler jusqu’à 560 mph et les 1 500 mph de Neptune.
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« Ils sont tous les deux extrêmement rapides et atteignent des sommets plus rapides que Jupiter », a déclaré Tollefson.
La NASA dit que la grande tache rouge de Jupiter peut souffler à 384 mph. Mais lui aussi dit que la chaleur interne à elle seule ne peut expliquer les vitesses, car Uranus ne génère pas de chaleur supplémentaire. Des simulations sur ordinateur suggèrent que les vents des géantes des glaces sont confinés à de faibles profondeurs dans les couches supérieures de leur atmosphère. Cela peut suggérer que les vents rapides observés sur Uranus et Neptune sont au moins en partie dus au dégagement de condensation par la chaleur latente de matériaux tels que l’eau. Del Genio remet également en question les données disponibles. Il explique que lorsque nous mesurons les vents sur Neptune, nous examinons une altitude spécifique.
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« Les vents à d’autres altitudes peuvent être plus lents ou plus rapides », a déclaré Del Genio. « Nous ne le savons pas car nous n’avons jamais laissé tomber de sondes dans les atmosphères de la plupart des planètes extérieures. »
Ce que Neptune et Uranus montrent, c’est que des planètes qui se forment dans des conditions similaires peuvent fournir deux extrêmes. Simon explique que cela nous aide à limiter les modèles de formation de ces planètes et à fournir des indices sur la formation globale du système solaire .
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« Ils devraient également nous aider à mieux comprendre la circulation plus profonde, étant donné qu’ils sont si loin du soleil. »
« Cela ajoute à notre connaissance de la physique et de la chimie dans les atmosphères planétaires et nous aide à comprendre un peu mieux notre propre Terre, puisque la physique et la chimie fonctionnent de la même manière, ici ou sur la Terre ou sur le lointain Neptune », a déclaré Hammel.
Source : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] & Live Sciences
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Quelque chose d’étrange se passe à l’intérieur de Neptune (vidéo) By Jack35
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