Le télescope spatial James Webb dévoile les aurores mystérieuses d'Uranus
Le télescope spatial James Webb (JWST) vient de réaliser quelque chose d'inédit : capturer la toute première image verticale de l'ionosphère d'Uranus, révélant au passage les aurores énigmatiques de cette planète lointaine.
Grâce à l'instrument NIRSpec — le spectrographe proche infrarouge — une équipe internationale d'astronomes a cartographié pour la première fois la structure verticale de la haute atmosphère d'Uranus. Ces travaux mettent en lumière la façon dont la température et les particules chargées varient en fonction de l'altitude sur la septième planète du Système solaire.
Uranus, une planète encore mal connue
Uranus est une géante de glace gazeuse qui reste, comparée à Mars, Jupiter ou Saturne, l'une des planètes les moins photographiées de notre système. La raison est simple : elle est extrêmement éloignée. Mais les miroirs gigantesques et les capteurs exceptionnels du Webb ont changé la donne.
En 2022, des scientifiques ont utilisé le James Webb pour obtenir l'une des images les plus nettes depuis des décennies des anneaux et des lunes de Neptune. L'année dernière, Webb a également permis de découvrir une nouvelle lune en orbite autour d'Uranus. La planète continue de livrer ses secrets, un à un.
Dix-sept heures d'observation pour une image en trois dimensions
Webb a pointé ses instruments vers Uranus pendant 17 heures consécutives, soit presque une rotation planétaire complète. Cette longue observation a permis de recueillir une quantité considérable de données et de produire un rendu en trois dimensions de la haute atmosphère de la planète.
Les résultats sont spectaculaires. Les mesures révèlent que les températures culminent entre 3 000 et 4 000 km d'altitude, tandis que les densités ioniques atteignent leur maximum aux alentours de 1 000 km. Des variations longitudinales marquées ont également été observées, directement liées à la géométrie complexe du champ magnétique de la planète.
Une atmosphère qui se refroidit depuis les années 1990
Les données collectées confirment une tendance inquiétante : la haute atmosphère d'Uranus se refroidit de manière continue depuis le début des années 1990. La température moyenne de cette couche atmosphérique a été mesurée à environ 426 kelvins, soit 150 °C.
Les images révèlent également deux bandes aurorales lumineuses situées près des pôles magnétiques de la géante de glace, offrant une vue sans précédent de ces phénomènes atmosphériques.
Un champ magnétique parmi les plus étranges du Système solaire
« C'est la première fois que nous pouvons observer la haute atmosphère d'Uranus en trois dimensions », a déclaré Paolo Tiranti, de l'Université de Northumbria au Royaume-Uni, qui a dirigé ces recherches. « Grâce à la sensibilité de Webb, nous pouvons retracer la façon dont l'énergie remonte à travers l'atmosphère de la planète et même percevoir l'influence de son champ magnétique décentré. »
Le champ magnétique d'Uranus est en effet particulièrement atypique. Incliné et décalé par rapport à l'axe de rotation de la planète, il provoque des aurores qui balaient la surface selon des trajectoires complexes. Webb a maintenant montré jusqu'à quelle profondeur ces effets se propagent dans l'atmosphère.
Une fenêtre ouverte sur les exoplanètes géantes
Au-delà de la simple curiosité scientifique, ces observations ont des implications bien plus vastes. « En révélant la structure verticale d'Uranus avec un tel niveau de détail, Webb nous aide à comprendre le bilan énergétique des géantes de glace », a poursuivi Tiranti. « C'est une étape cruciale pour caractériser les planètes géantes situées au-delà de notre Système solaire. »
Ces résultats fournissent ainsi un nouveau cadre de référence pour l'étude des exoplanètes de type géante de glace, dont la structure atmosphérique reste encore largement méconnue. Les données de Webb ouvrent véritablement une nouvelle ère dans notre compréhension de ces mondes lointains.
Crédits images : ESA/Webb, NASA, CSA, STScI, P. Tiranti, H. Melin, M. Zamani (ESA/Webb). L'étude a été publiée dans Geophysical Research Letters, sous la direction de Paola I. Tiranti, H. Melin, L. Moore, E. M. Thomas, K. L. Knowles, T. S. Stallard, K. Roberts et J. O'Donoghue.
