Planétologie/La planète Neptune

Neptune est la dernière planète du système solaire. Son orbite est assez éloignée, mais elle ne se démarque pas trop des orbites des autres planètes. Elle aune faible excentricité (0.0009), ce qui fait Neptune a une trajectoire autour du Soleil qui est quasiment circulaire. Pour ce qui est de son obliquité (la manière dont l'axe de rotation est penché), elle ressemble à toutes les planètes du système solaire, avec une obliquité assez faible. Dit autrement, l'axe de rotation est presque à la perpendiculaire de son plan orbital. Ce qui est une grande différence avec sa planète sœur, Uranus.

Comparaison de taille entre la Terre et Neptune.

Sa belle couleur bleue est causée par la présence de méthane dans son atmosphère. Ce méthane absorbe les couleurs rouge/orange, ne laissant passer que la couleur bleue.

L'intérieur de Neptune

Intérieur de Neptune.

Neptune ressemble beaucoup à Uranus, dans le sens où c'est une planète neptunienne, c-a-d composée d'une atmosphère gazeuse qui entoure une couche de glaces et d'eau, qui recouvre elle-même un noyau rocheux. Sa structure interne n'est pas qualitativement différente de celle d'Uranus, seule l'épaisseur de chaque couche étant différente. Sa taille est aussi assez proche de celle d'Uranus. Une petite différence tient dans sa densité : Neptune est moins dense qu'Uranus. Là où Uranus a une densité de 1.64 g/m3, celle de Neptune fait dans les 1.29 g/m3.

La température interne de Neptune (dans son atmosphère)

Les observations nous disent que Neptune émet plus de chaleur qu'elle n'en reçoit du Soleil. C'est lié au fait qu'elle se contracte sur elle-même. Ses gaz tombent vers le centre de la planète du fait de la gravité. En se rapprochant du centre, leur énergie potentielle se transforme en énergie cinétique, puis en chaleur. Ce surplus de chaleur est alors ré-émis dans l'espace sous la forme de rayonnement, que l'on peut mesurer depuis la Terre. Rappelons que ce phénomène est observé sur toutes les planètes géantes, à l'exception d'Uranus.

Pour ce qui est de la température de Neptune, elle varie en fonction de la profondeur, ce qui fait qu'il est difficile de donner sa température de surface. Dans le chapitre sur la température des planètes, il avait été mentionné une température de -225°c, mais cette température n'est observée qu'à une profondeur bien précise, où la pression atteint les 100 millibars. À cette profondeur, la température est la plus basse de toute l'atmosphère de Neptune. Au-dessus, la température dépasse les -225°c, car l'atmosphère est chauffée par le rayonnement solaire. En-dessous, la température augmente avec la profondeur, en raison de l'influence conjuguée de la pression et de la contraction gravitationnelle. L'altitude de température minimale sert concrètement d'altitude de référence, à savoir de niveau zéro qui permet de définir la surface de Neptune. Mais ce n'est là qu'une convention assez arbitraire. En tout cas, l'atmosphère de Neptune ne semble pas vraiment structurée en troposphère, stratosphère, mésosphère et thermosphère, mais seulement deux couches : une thermosphère au-dessus du point de température minimale, et une troposphère en-dessous.

L'atmosphère de Neptune

Comme sur les autres planètes gazeuses/géantes, l’atmosphère est structurée en bande horizontales, qui font alterner bandes sombres et zones claires. Les nuages y sont tout aussi présents, de même que les vents horizontaux assez forts. Ce qui différencie l'atmosphère de Neptune de celle d'Uranus est son activité météorologique. Les orages y sont notamment plus fréquents. La plupart de ces vents soufflent dans le sens contraire de la rotation de la planète. C'est du moins majoritairement le cas aux basses latitudes, les vents soufflant dans le sens de rotation aux hautes latitudes. C'est à l'image de ce qui est observé sur Uranus. L'hémisphère sud de Neptune a une atmosphère plus chaude que le reste de l'atmosphère, ce qui s'explique par le pendage de son axe de rotation (son obliquité), qui expose le sud au soleil.

La composition chimique de Neptune

La composition chimique de l'atmosphère de Neptune est similaire à celle d'Uranus, avec cependant quelques différences marginales de composition chimique. Les deux planètes ont la même composition chimique atmosphérique, riche en hydrogène, en hélium et en éléments volatils. Neptune a par contre un peu plus d'eau, d'ammoniac et de méthane. Les éléments volatils sont en plus grande concentration, en raison certainement de la plus grande distance au Soleil de Neptune.

Éléments chimiques	Teneur
Dihydrogène	>84 %
Hélium	>12 %
Méthane	2 %
Ammoniac	0,01 %
Éthane	0,00025 %
Acétylène	0,00001 %

Neptune se démarque des autres planètes géantes par sa concentration en monoxyde de carbone ${\ce {CO}}$. Elle est près de mille fois supérieure à ce qui est prédit par les modèles, alors que Saturne, Jupiter et Uranus n'ont pas ce problème. L'origine de ce monoxyde de carbone est encore mal comprise.

Les orages sur Neptune

Les orages de Neptune se voient à sa surface sous la forme de taches sombres relativement circulaires. Ils ressemblent à des trous à la surface de Neptune. Leur forme sphérique laisse penser que ces orages sont causés par des cyclones ou des anticyclones. Ces orages ne sont pas permanents et disparaissent au bout de quelques années. Par exemple, la grande tache sombre observée par la mission voyager en 1989, avait disparu en 1994 quand le télescope Hubble a été pointé sur Neptune.