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Des preuves de la fuite d’atmosphère d’Uranus cachées dans les observations de Voyager 2 – Astronomy Now

En parcourant les anciennes données collectées par le vaisseau spatial Voyager 2 en 1986, deux scientifiques du Goddard Space Flight Center de la NASA ont fait la découverte surprenante que l'atmosphère d'Uranus s'échappe progressivement dans l'espace.

Lorsque Voyager 2 a volé à moins de 82 000 kilomètres du géant des glaces Uranus le 24 janvier 1986, la réaction sur Terre a été décevante. Après les survols passionnants de Jupiter et de Saturne, avec leurs atmosphères agitées, leurs systèmes d'anneaux et leurs lunes pleines de caractère et de surprises, Uranus était fade en comparaison. Les images montraient une boule turquoise sans relief et donnaient l'impression que la planète était assez ennuyeuse.

Uranus était initialement fade et ennuyeux pour Voyager 2, mais il cachait des secrets. Image: NASA / JPL – Caltech.

Au fil des ans, les astronomes ont constaté que cette conclusion était une erreur. Ce géant de glace – son atmosphère composé principalement d'hydrogène et d'hélium mais avec de grandes quantités de «glaces», y compris l'ammoniac, le méthane et l'eau – est plus actif qu'on ne le pensait. Son atmosphère présente des bandes et des tempêtes, en particulier lorsqu'il est vu dans la lumière infrarouge, et sa rotation est unique dans le système solaire: il tourne sur le côté, avec ses pôles basculés de près de 98 degrés par rapport à la verticale (par rapport au plan écliptique). Il en résulte des perturbations atmosphériques intéressantes à mesure que les saisons changent. De plus, comme le champ magnétique d'Uranus est incliné à 60 degrés de l'axe de rotation de la planète, cela signifie que le champ magnétique semble vaciller lorsque la planète tourne toutes les 17 heures et 14 minutes, ce qui rend le déchiffrement très difficile pour les scientifiques.

Par conséquent, alors que Voyager 2 passait près d'Uranus il y a toutes ces années, l'une de ses tâches consistait à mesurer soigneusement le champ magnétique d'Uranus. Maintenant, Gina DiBraccio et Dan Gershman de Goddard ont réanalysé ces observations de magnétomètre avec une plus grande fidélité que jamais, marquant de nouveaux points de données à 1,92 seconde. Ils ont trouvé un pic jusque-là invisible dans les données, qui n’a duré que 60 secondes: preuve d’un phénomène appelé «plasmoïde».

Peut-être ne devrions-nous pas être surpris que Voyager 2 ait enregistré un plasmoïde à Uranus, car ils ont été détectés provenant de toutes les autres planètes du système solaire qui ont une atmosphère et un champ magnétique, mais en 1986, les plasmoïdes n'étaient pas vraiment bien étudié.

Un plasmoïde est une bulle de plasma, ou atomes et molécules ionisés, enveloppée par des champs magnétiques qui ont été pincés par la magnéto-queue d'une planète, qui est la partie d'une bulle magnétique mondiale qui balaie derrière elle, soufflée là par le vent solaire.

DiBraccio et Gershman pensent que le plasmoïde observé par Voyager 2 était principalement rempli d'ions hydrogène, et s'étendait sur 204 000 par 400 000 kilomètres dans l'espace alors qu'il s'éloignait de la planète et Voyager 2 la traversait. De plus, les données du magnétomètre indiquent que les champs magnétiques dans le plasmoïde ont la forme de boucles fermées. Celles-ci sont typiques des plasmoïdes remplis de matière projetés sur une planète par sa propre rotation.

Vue d’artiste de la sonde Voyager 2 de la NASA, à 18 milliards de kilomètres (11 milliards de miles) de la Terre, aux premiers stades de la disparition de l’influence du Soleil et dans l’espace interstellaire. Image: NASA / JPL-Caltech

«Les forces centrifuges prennent le relais, et le plasmoïde pince», explique Gershman. Lui et DiBraccio calculent que plus de la moitié de la perte atmosphérique d'Uranus (le vent solaire dépouille également une partie de l'atmosphère) pourrait être le résultat de plasmoïdes rejetés sur la planète. Cependant, ils admettent que de telles conclusions restent incertaines à ce stade.

«Imaginez si un vaisseau spatial venait de traverser cette pièce et tentait de caractériser la Terre entière», explique DiBraccio. "De toute évidence, cela ne vous montrera rien à quoi ressemble le Sahara ou l'Antarctique."

La solution est que nous devons revenir en arrière. DiBraccio et Gershman étudiaient les anciennes données pour comprendre quelles questions une nouvelle mission à Uranus devra se poser. Nous savons maintenant quelle est l'une de ces questions, mais beaucoup d'autres, concernant l'intérieur d'Uranus, son atmosphère, ce qui génère son champ magnétique et ce qui a fait basculer la planète de son côté, demeurent.

Les recherches de DiBraccio et Gershman sont publiées dans Geophysical Review Letters.

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