Une étude révèle que Neptune et Uranus sont tous deux bleu verdâtre, et non l’azur profond et le cyan pâle que l’on croyait auparavant. Les données des télescopes modernes ont été utilisées pour corriger ces fausses représentations historiques des couleurs. Crédit : Patrick Irwin, édité
Des recherches récentes dirigées par le professeur Patrick Irwin montrent que Neptune et Uranus sont tous deux d’une nuance similaire de bleu verdâtre, remettant en question les perceptions antérieures de leurs couleurs. L’étude a utilisé des données télescopiques modernes pour corriger les inexactitudes historiques des couleurs et expliquer les changements mineurs de couleur d’Uranus au cours de son orbite.
Neptune est affectueusement connue pour être d’un bleu riche et d’un vert Uranus – mais une nouvelle étude a révélé que les deux géantes de glace sont en réalité beaucoup plus proches en couleur qu’on ne le pense généralement.
Les nuances correctes des planètes ont été confirmées grâce à des recherches dirigées par le professeur Patrick Irwin du Université d’Oxfordqui a été publié aujourd’hui dans les Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Lui et son équipe ont découvert que les deux mondes ont en fait une nuance similaire de bleu verdâtre, malgré la croyance répandue selon laquelle Neptune est un azur profond et Uranus a une apparence cyan pâle.
Les images Voyager 2/ISS d’Uranus et de Neptune publiées peu après les survols de Voyager 2 en 1986 et 1989, respectivement, comparées à un retraitement des images filtrées individuelles dans cette étude pour déterminer la meilleure estimation des vraies couleurs de ces planètes. Crédit : Patrick Irwin
L’idée fausse des couleurs planétaires
Les astronomes savent depuis longtemps que la plupart des images modernes des deux planètes ne reflètent pas fidèlement leurs vraies couleurs.
Cette idée fausse est née du fait que les images capturées des deux planètes au cours du 20e siècle – notamment par NASALa mission Voyager 2 de , le seul vaisseau spatial à survoler ces mondes – a enregistré des images dans des couleurs distinctes.
Les images monochromes ont ensuite été recombinées pour créer des images composites en couleurs, qui n’étaient pas toujours parfaitement équilibrées pour obtenir une « vraie » image couleur et, en particulier dans le cas de Neptune, étaient souvent rendues « trop bleues ».
Uranus vu par HST/WFC3 de 2015 à 2022. Au cours de cette séquence, le pôle nord, de couleur vert plus pâle, descend vers le Soleil et la Terre. Sur ces images, les lignes de l’équateur et de la latitude à 35N et 35S sont marquées. Crédit : Patrick Irwin
De plus, les premières images de Neptune de Voyager 2 ont été fortement contrastées pour mieux révéler les nuages, les bandes et les vents qui façonnent notre perspective moderne de Neptune.
Le professeur Irwin a déclaré : « Bien que les images familières d’Uranus prises par Voyager 2 aient été publiées sous une forme plus proche des « vraies » couleurs, celles de Neptune ont en fait été étirées et améliorées, et donc rendues artificiellement trop bleues.
« Même si la couleur artificiellement saturée était connue à l’époque parmi les planétologues – et que les images ont été publiées avec des légendes l’expliquant – cette distinction s’est perdue au fil du temps. »
« En appliquant notre modèle aux données originales, nous avons pu reconstituer la représentation la plus précise à ce jour de la couleur de Neptune et d’Uranus. »
Clarifier les vraies couleurs grâce à la recherche moderne
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé les données de Le télescope spatial HubbleLe spectrographe imageur du télescope spatial (STIS) et l’explorateur spectroscopique multi-unités (MUSE) sur l’Observatoire européen austral Très grand télescope. Dans les deux instruments, chaque pixel représente un spectre continu de couleurs.
Cela signifie que les observations STIS et MUSE peuvent être traitées sans ambiguïté pour déterminer la véritable couleur apparente d’Uranus et de Neptune.
Les chercheurs ont utilisé ces données pour rééquilibrer les images couleur composites enregistrées par la caméra Voyager 2, ainsi que par la caméra grand champ 3 (WFC3) du télescope spatial Hubble.
Cela a révélé qu’Uranus et Neptune sont en fait d’une nuance de bleu verdâtre assez similaire. La principale différence est que Neptune a une légère touche de bleu supplémentaire, que le modèle révèle être due à une couche de brume plus fine sur cette planète.
Animation des changements saisonniers de couleur sur Uranus au cours de deux années Uranus (une année Uranus équivaut à 84,02 années terrestres), allant de 1900 à 2068 et commençant juste avant le solstice d’été austral, lorsque le pôle sud d’Uranus pointe presque directement vers le Soleil.
Le disque de gauche montre l’apparence d’Uranus à l’œil nu, tandis que le disque de droite a été étiré et amélioré pour rendre les caractéristiques atmosphériques plus claires. Dans cette animation, la rotation d’Uranus a été ralentie plus de 3 000 fois afin que la rotation planétaire puisse être vue, avec des nuages d’orage discrets passant à travers le disque de la planète.
Alors que la planète se dirige vers ses solstices, un « capot » polaire pâle, caractérisé par une opacité croissante des nuages et une abondance réduite de méthane, peut être vu remplir une plus grande partie du disque de la planète, entraînant des changements saisonniers dans la couleur globale de la planète.
La taille changeante du disque d’Uranus est due au changement de la distance d’Uranus au Soleil au cours de son orbite.
Crédit : Patrick Irwin, Université d’Oxford
Expliquer les variations de couleur d’Uranus
L’étude apporte également une réponse au mystère de longue date de la raison pour laquelle la couleur d’Uranus change légèrement au cours de son orbite de 84 ans autour du Soleil.
Les auteurs sont arrivés à leur conclusion après avoir d’abord comparé les images de la géante de glace aux mesures de sa luminosité, enregistrées par l’observatoire Lowell en Arizona de 1950 à 2016 aux longueurs d’onde bleues et vertes.
Ces mesures ont montré qu’Uranus apparaît un peu plus verte à ses solstices (c’est à dire d’été et d’hiver), lorsqu’un des pôles de la planète est pointé vers notre étoile. Mais pendant ses équinoxes – lorsque le Soleil est au-dessus de l’équateur – sa teinte est un peu plus bleue.
On sait que cela s’explique en partie par le fait qu’Uranus a une rotation très inhabituelle.
En fait, elle tourne presque sur le côté pendant son orbite, ce qui signifie que pendant les solstices de la planète, son pôle nord ou sud pointe presque directement vers le Soleil et la Terre.
Ceci est important, selon les auteurs, car tout changement dans la réflectivité des régions polaires aurait donc un impact important sur la luminosité globale d’Uranus vu de notre planète.
Ce que les astronomes étaient moins clairs, c’est comment et pourquoi cette réflectivité diffère.
Cela a conduit les chercheurs à développer un modèle comparant les spectres des régions polaires d’Uranus à ceux de ses régions équatoriales.
Il a été constaté que les régions polaires sont plus réfléchissantes aux longueurs d’onde vertes et rouges qu’aux longueurs d’onde bleues, en partie parce que le méthane, qui absorbe le rouge, est environ deux fois moins abondant près des pôles qu’à l’équateur.
Cependant, cela n’était pas suffisant pour expliquer complètement le changement de couleur, c’est pourquoi les chercheurs ont ajouté une nouvelle variable au modèle sous la forme d’un « capot » de brume glacée qui s’épaissit progressivement, qui a déjà été observée au cours de l’été, au pôle ensoleillé comme la planète. passe de l’équinoxe au solstice.
Les astronomes pensent qu’il s’agit probablement de particules de glace de méthane.
Lorsqu’elles sont simulées dans le modèle, les particules de glace ont encore augmenté la réflexion aux longueurs d’onde vertes et rouges aux pôles, offrant une explication quant à la raison pour laquelle Uranus est plus verte au solstice.
Le professeur Irwin a déclaré : « Il s’agit de la première étude qui associe un modèle quantitatif à des données d’imagerie pour expliquer pourquoi la couleur d’Uranus change au cours de son orbite. »
« De cette façon, nous avons démontré qu’Uranus est plus verte au solstice en raison de la réduction de l’abondance de méthane dans les régions polaires, mais également de l’épaisseur accrue de particules de glace de méthane brillamment dispersées. »
Le Dr Heidi Hammel, de l’Association des universités pour la recherche en astronomie (AURA), qui a passé des décennies à étudier Neptune et Uranus mais n’a pas participé à l’étude, a déclaré : « La perception erronée de la couleur de Neptune, ainsi que les changements de couleur inhabituels d’Uranus, nous tourmentent depuis des décennies. Cette étude approfondie devrait enfin mettre un terme à ces deux problèmes.
Exploration future et recherche continue
Les géantes de glace Uranus et Neptune restent une destination alléchante pour les futurs explorateurs robotiques, s’appuyant sur l’héritage du Voyager dans les années 1980.
Le professeur Leigh Fletcher, planétologue de l’Université de Leicester et co-auteur de la nouvelle étude, a déclaré : « Une mission visant à explorer le système uranien – de son étrange atmosphère saisonnière à sa collection diversifiée d’anneaux et de lunes – est un défi de taille. priorité des agences spatiales dans les décennies à venir.
Cependant, même un explorateur planétaire de longue durée, en orbite autour d’Uranus, ne pourrait capturer qu’un bref instantané d’une année uranienne.
« Des études terrestres comme celle-ci, montrant comment l’apparence et la couleur d’Uranus ont changé au fil des décennies en réponse aux saisons les plus étranges du système solaire, seront essentielles pour replacer les découvertes de cette future mission dans leur contexte plus large », a déclaré le professeur Fletcher. ajoutée.
