Neptune

Neptune, la huitième planète connue et la plus éloignée du Soleil, se classe au quatrième rang des planètes du système solaire en termes de diamètre, la troisième plus massive et la plus dense parmi les planètes géantes. Sa masse est environ 17 fois celle de la Terre. Bien que légèrement plus petite que sa géante de glace voisine, Uranus, Neptune possède une masse et une densité plus grandes. Composé principalement de gaz et de liquides, il lui manque une surface solide distincte. La planète complète une orbite autour du Soleil tous les 164,8 ans, maintenant une distance orbitale moyenne de 30,1 unités astronomiques (4,5 milliards de kilomètres ; 2,8 milliards de miles). Nommé d'après la divinité romaine de la mer, son symbole astronomique est , qui représente le trident de Neptune.

Neptune est la huitième et la plus éloignée planète connue en orbite autour du Soleil. C'est la quatrième plus grande planète du système solaire en termes de diamètre, la troisième planète la plus massive et la planète géante la plus dense. C'est 17 fois la masse de la Terre. Comparée à Uranus, sa géante de glace voisine, Neptune est légèrement plus petite, mais plus massive et plus dense. Composé principalement de gaz et de liquides, il n’a pas de surface solide bien définie. Neptune tourne autour du Soleil une fois tous les 164,8 ans à une distance orbitale de 30,1 unités astronomiques (4,5 milliards de kilomètres ; 2,8 milliards de milles). Elle porte le nom du dieu romain de la mer et porte le symbole astronomique , représentant le trident de Neptune.

Invisible à l'œil nu, Neptune a la particularité d'être la seule planète du système solaire qui n'a pas été initialement découverte par observation empirique directe. Au lieu de cela, son existence a été émise par Alexis Bouvard, qui a noté des irrégularités orbitales inattendues sur Uranus, suggérant des perturbations gravitationnelles provenant d'une planète non observée. Après la disparition de Bouvard, John Couch Adams et Urbain Le Verrier ont calculé indépendamment la position prévue de Neptune sur la base de ces observations. Johann Gottfried Galle a ensuite observé Neptune directement avec un télescope le 23 septembre 1846, le trouvant à un degré de l'emplacement prévu par Le Verrier. Sa plus grande lune, Triton, a été identifiée peu de temps après, mais les autres lunes de la planète sont restées inconnues au télescope jusqu'au 20e siècle.

La distance considérable de Neptune par rapport à la Terre se traduit par une petite taille apparente, et son éloignement du Soleil la rend exceptionnellement sombre, ce qui pose des défis importants pour l'étude avec des télescopes terrestres. Des observations détaillées ne sont devenues possibles qu'avec le développement du télescope spatial Hubble et de grands télescopes au sol équipés d'optiques adaptatives. Voyager 2, qui a effectué un survol de Neptune le 25 août 1989, reste le seul vaisseau spatial à avoir visité la planète. Semblable aux géantes gazeuses Jupiter et Saturne, l'atmosphère de Neptune est principalement composée d'hydrogène et d'hélium, avec des quantités mineures d'hydrocarbures et potentiellement d'azote, mais elle contient une plus grande concentration de glaces, notamment de l'eau, de l'ammoniac et du méthane. Son intérieur, comme celui d'Uranus, est principalement composé de glaces et de roches ; par conséquent, les deux planètes sont classées dans la catégorie des « géantes de glace » pour les différencier des géantes gazeuses. La légère teinte bleue de la planète est attribuée à la diffusion de Rayleigh combinée à la présence de traces de méthane dans ses couches atmosphériques les plus externes.

Contrairement à Uranus, qui présente une atmosphère fortement saisonnière qui peut paraître sans relief pendant de longues durées, l'atmosphère de Neptune présente des phénomènes météorologiques actifs et constamment visibles. Lors du survol du Voyager 2 en 1989, une grande tache sombre, analogue à la grande tache rouge de Jupiter, a été observée dans l'hémisphère sud de Neptune. En 2018, une nouvelle tache sombre primaire et une tache sombre plus petite avaient été identifiées et étudiées. Ces modèles atmosphériques sont propulsés par les vents soutenus les plus puissants enregistrés sur toutes les planètes du système solaire, atteignant des vitesses allant jusqu'à 2 100 km/h (580 m/s ; 1 300 mph). En raison de son immense distance du Soleil, l'atmosphère externe de Neptune constitue l'une des régions les plus froides du système solaire, avec des températures au sommet des nuages ​​proches de 55 K (−218 °C ; −361 °F). À l'inverse, les températures au cœur de la planète sont estimées à environ 5 400 K (5 100 °C ; 9 300 °F). Neptune possède un système d'anneaux faible et fragmenté, caractérisé par des « arcs », qui a été initialement découvert en 1984 et confirmé par la suite par Voyager 2.

Contexte historique

Identification

Les dessins de Galilée du 28 décembre 1612 et du 27 janvier 1613 (nouveau style) représentent certaines des premières observations télescopiques, contenant des points tracés qui correspondent aux positions connues de Neptune à ces dates spécifiques. À ces deux occasions, Galilée a apparemment mal identifié Neptune comme une étoile fixe, car elle apparaissait en étroite conjonction avec Jupiter dans le ciel nocturne. Par conséquent, il n'est pas reconnu pour la découverte de Neptune. Lors de sa première observation en décembre 1612, Neptune présentait un mouvement apparent minime dans le ciel, venant tout juste de commencer sa phase rétrograde. Ce phénomène de recul apparent se produit lorsque l'orbite de la Terre dépasse celle d'une planète extérieure. Étant donné que Neptune commençait tout juste son cycle rétrograde annuel, son mouvement était trop subtil pour être détecté avec le télescope relativement petit de Galilée. Une étude de 2009, cependant, a proposé que Galilée était au moins conscient que « l'étoile » qu'il observait avait changé de position par rapport à l'arrière-plan des étoiles fixes.

En 1821, Alexis Bouvard publie des tables astronomiques détaillant l'orbite d'Uranus. Des observations ultérieures ont cependant indiqué des écarts significatifs par rapport à ces prédictions, incitant Bouvard à émettre l'hypothèse qu'un corps céleste non identifié perturbait gravitationnellement la trajectoire d'Uranus. À partir de 1843, John Couch Adams a lancé ses propres recherches sur l'orbite d'Uranus, en utilisant les données disponibles. Il demanda officiellement des données supplémentaires à Sir George Airy, l'astronome royal, qui lui furent fournies en février 1844. Adams persista dans ses calculs jusqu'en 1845-1846, générant de multiples estimations de l'emplacement d'une planète jusqu'alors inconnue au-delà d'Uranus.

Parallèlement mais indépendamment d'Adams, Urbain Le Verrier effectua ses propres calculs entre 1845 et 1846, qui indiquaient également la présence d'une planète non découverte. planète; cependant, ses découvertes ont initialement suscité peu d'intérêt parmi ses compatriotes. En juin 1846, après avoir examiné l'estimation initiale publiée par Le Verrier pour la longitude de la planète hypothétique et noté sa congruence avec la prédiction d'Adams, Airy convainquit James Challis de commencer une recherche. Challis a mené une étude du ciel infructueuse en août et septembre. Remarquablement, Challis avait observé Neptune à deux reprises, les 4 et 12 août 1845, un an avant sa découverte officielle par Johann Gottfried Galle. Néanmoins, son recours à des cartes stellaires obsolètes et à des méthodes d'observation sous-optimales l'a empêché d'identifier ces observations comme étant la nouvelle planète jusqu'à une analyse ultérieure. Challis a exprimé de profonds regrets, attribuant son oubli aux déficiences de ses cartes et à sa préoccupation pour les observations simultanées de comètes.

Simultanément, Le Verrier a envoyé une lettre à Johann Gottfried Galle, astronome à l'Observatoire de Berlin, l'implorant de lancer une recherche à l'aide du télescope réfracteur de l'observatoire. Heinrich d'Arrest, un étudiant de l'observatoire, a proposé à Galle d'identifier la planète en comparant une carte du ciel récemment cartographiée dans la région prédite par Le Verrier avec la vue céleste actuelle, en recherchant le déplacement caractéristique d'une planète par rapport aux étoiles fixes. Le soir du 23 septembre 1846, le jour même où Galle reçut la correspondance de Le Verrier, il réussit à découvrir Neptune. La planète était située juste au nord-est d'Iota Aquarii, à environ 1° de la position prédite par Le Verrier (décrite comme "cinq degrés à l'est du Delta du Capricorne"), à environ 12° de la prédiction antérieure d'Adams, et située près de la limite moderne de la constellation IAU entre le Verseau et le Capricorne.

Suite à la découverte de Neptune, un conflit nationaliste est apparu entre la France et la Grande-Bretagne concernant l'attribution légitime du crédit. Finalement, un consensus international fut établi, accordant un crédit commun à Le Verrier et à Adams. Cependant, depuis 1966, Dennis Rawlins a contesté la véracité de la prétention d'Adams à la co-découverte. Cette question a été réévaluée par les historiens en 1998, coïncidant avec le retour des « Neptune papers » – une collection de documents historiques – à l'Observatoire royal de Greenwich.

Conventions de dénomination

Immédiatement après sa découverte, Neptune était communément désignée comme « la planète extérieure à Uranus » ou « la planète de Le Verrier ». La proposition de nom formelle initiale est venue de Galle, qui a suggéré Janus. En Angleterre, Challis a plaidé pour le nom Océanus.

Affirmant sa prérogative de nommer sa découverte, Le Verrier a rapidement proposé Neptune pour la nouvelle planète, bien qu'il ait faussement revendiqué l'approbation officielle du Bureau des longitudes français. En octobre, il tenta de nommer la planète Le Verrier, en son honneur, une proposition fortement soutenue par le directeur de l'observatoire François Arago. Cette suggestion rencontra une opposition considérable au-delà de la France. Par conséquent, les almanachs français ont rapidement rétabli Herschel pour Uranus, reconnaissant son découvreur Sir William Herschel, et ont adopté Leverrier pour la planète nouvellement découverte.

Le 29 décembre 1846, Struve a officiellement approuvé le nom Neptune à l'Académie des sciences de Saint-Pétersbourg, citant l'apparence télescopique et la couleur de la planète comme justification. Par la suite, Neptune a été reconnue internationalement comme désignation officielle de la planète. Dans la mythologie romaine, Neptune est vénéré comme le dieu de la mer, analogue à la divinité grecque Poséidon. La préférence pour un nom mythologique aligné sur la nomenclature établie d'autres planètes, chacune portant le nom d'une divinité de la mythologie grecque ou romaine.

La planète est principalement désignée par des variantes du nom « Neptune » dans la plupart des langues contemporaines. En chinois, vietnamien, japonais et coréen, la désignation de la planète se traduit par « étoile du roi des mers » (海王星). Le mongol fait référence à Neptune comme Dalain van (Далайн ван), un nom qui reconnaît la domination de sa divinité homonyme sur la mer. Le grec moderne désigne la planète comme Poséidon (Ποσειδώνας, Poseidonas), reflétant son statut de planète grecque de Neptune. équivalent. En hébreu, Rahab (רהב), dérivé d'un monstre marin biblique référencé dans le Livre des Psaumes, a été officiellement choisi en 2009 par un vote supervisé par l'Académie. de la langue hébraïque, malgré l'utilisation répandue du terme latin Neptune (נפטון). Le nom maori de la planète est Tangaroa, en l'honneur de la divinité maorie de la mer. Le nahuatl fait référence à la planète sous le nom de Tlāloccītlalli, du nom de Tlāloc, le dieu de la pluie. En thaï, Neptune est désigné par le nom occidentalisé Dao Nepchun/Nepjun (ดาวเนปจูน) et est également connu sous le nom de Dao Ket (ดาวเกตุ, lit.'étoile de Ketu'), faisant référence à Ketu (केतु), le nœud lunaire descendant important dans l'astrologie hindoue. Le nom malais Waruna, dérivé du dieu hindou des mers, a été documenté dès les années 1970 mais a depuis été largement remplacé par les formes latines Neptune (en malais) ou Neptunus (en indonésien).

La forme adjectivale standard est Neptunien. Bien que la forme occasionnelle Poséidon (), dérivée de Poséidon, ait été utilisée occasionnellement, la forme adjectivale conventionnelle pour Poseidon reste Poséidonien ().

Statut planétaire

Depuis sa découverte en 1846 jusqu'à l'identification de Pluton en 1930, Neptune a eu la distinction d'être la planète connue la plus éloignée. Lors de la découverte de Pluton, elle a été classée comme planète, positionnant Neptune comme la deuxième planète connue la plus éloignée. Une exception s'est produite au cours d'un intervalle de 20 ans, entre 1979 et 1999, lorsque l'orbite excentrique de Pluton l'a amené à se rapprocher du Soleil plus près que Neptune, faisant ainsi de Neptune la neuvième planète à partir du Soleil pendant cette période. Les estimations progressivement affinées de la masse de Pluton, qui est passée de dix fois celle de la Terre à nettement inférieure à celle de la Lune, associées à la découverte en 1992 de la ceinture de Kuiper, ont suscité un vaste débat astronomique concernant la classification de Pluton comme planète ou comme composant de la ceinture de Kuiper. En 2006, l'Union astronomique internationale a formellement défini le terme « planète » pour la première fois, ce qui a entraîné la reclassification de Pluton en tant que « planète naine » et le rétablissement de Neptune en tant que planète connue la plus éloignée du système solaire.

Formation planétaire

Modéliser avec précision la formation des géantes de glace, Neptune et Uranus, a présenté des défis importants. Les modèles existants indiquent que la densité de matière dans les régions extérieures du système solaire était insuffisante pour expliquer la genèse de corps aussi massifs via le mécanisme conventionnel d'accrétion du noyau ; par conséquent, plusieurs hypothèses alternatives ont été proposées pour élucider leur formation. Une hypothèse postule que ces géantes de glace ne sont pas issues d'une accrétion de noyau mais d'instabilités au sein du disque protoplanétaire primordial, perdant ensuite leur atmosphère en raison du rayonnement intense d'une étoile OB massive adjacente.

Une théorie alternative suggère que leur formation s'est produite plus près du Soleil, où la densité de matière était plus grande, suivie d'une migration ultérieure vers leurs orbites actuelles après la dissipation du disque protoplanétaire gazeux. Cette hypothèse de migration post-formation est favorisée car elle rend compte plus efficacement de la répartition des petits objets observés dans la région trans-neptunienne. L'élaboration la plus largement acceptée de cette hypothèse est le modèle de Nice, un scénario d'évolution dynamique qui étudie l'influence potentielle d'un Neptune en migration et des autres planètes géantes sur les caractéristiques structurelles de la ceinture de Kuiper.

Propriétés groupées

Neptune possède une masse de 1,024×10²⁶ kg, ce qui la positionne entre la Terre et les géantes gazeuses les plus massives ; plus précisément, elle représente 17,15 fois la masse de la Terre, mais seulement environ 1/19e de celle de Jupiter. Son accélération gravitationnelle à 1 bar mesure 11,27 m/s§8^{9§, soit 1,15 fois la gravité terrestre et est dépassée uniquement par Jupiter. Avec un rayon équatorial de 24 764 km, Neptune fait près de quatre fois la taille de la Terre. Classée parmi les géantes de glace, une sous-catégorie des planètes géantes, Neptune partage cette distinction avec Uranus en raison de leur plus petite taille et de leurs concentrations volatiles élevées par rapport à Jupiter et Saturne. Dans le contexte de la découverte d'exoplanètes, Neptune sert de métonyme, les corps célestes de masse comparable nouvellement identifiés étant fréquemment appelés « Neptunes », reflétant la pratique consistant à étiqueter divers objets extrasolaires comme « Jupiters ».}

Structure interne

La structure interne de Neptune présente des similitudes avec celle d'Uranus. Son atmosphère constitue environ 5 à 10 % de sa masse totale et peut s'étendre vers l'intérieur sur 10 à 20 % du rayon de la planète vers le noyau. La pression atmosphérique peut atteindre environ 10 GPa, ce qui équivaut à environ 10⁵ atmosphères. Des concentrations progressivement plus élevées de méthane, d'ammoniac et d'eau sont observées dans les couches atmosphériques plus profondes.

Le manteau de Neptune, estimé entre 10 et 15 masses terrestres, est abondant en eau, en ammoniac et en méthane. En science planétaire, cette composition est classiquement qualifiée de « glacée », bien qu’elle existe sous la forme d’un fluide supercritique chaud et dense. Ce fluide hautement conducteur d’électricité est parfois appelé océan eau-ammoniac. Le manteau pourrait comprendre une couche d'eau ionique, où les molécules d'eau se dissocient en un plasma d'ions hydrogène et oxygène, et, à de plus grandes profondeurs, de l'eau superionique, caractérisée par de l'oxygène cristallisé avec des ions hydrogène librement mobiles dans le réseau d'oxygène. À une profondeur de 7 000 km, les conditions pourraient faciliter la décomposition du méthane en cristaux de diamant, qui précipiteraient alors vers le bas à la manière de grêlons. Les chercheurs émettent l’hypothèse que ce phénomène de pluie de diamants se produit également sur Jupiter, Saturne et Uranus. De plus, des expériences à très haute pression menées au Lawrence Livermore National Laboratory indiquent que la région la plus élevée du manteau pourrait être un océan de carbone liquide contenant des diamants solides en suspension.

Le noyau de Neptune est présumé être constitué de fer, de nickel et de silicates, avec des modèles internes suggérant une masse environ 1,2 fois celle de la Terre. La pression centrale atteint 7 Mbar (700 GPa), soit environ le double de la pression trouvée au noyau de la Terre, et les températures pourraient atteindre 5 400 K (5 100 °C ; 9 300 °F).

Chauffage interne

Les conditions météorologiques plus dynamiques observées sur Neptune, contrairement à Uranus, sont en partie attribuables à son échauffement interne élevé. Les strates les plus élevées de la troposphère de Neptune enregistrent une température minimale de 51,8 K (−221,3 °C). À la profondeur où la pression atmosphérique atteint 1 bar (100 kPa), la température est de 72,00 K (−201,15 °C). Dans les couches gazeuses plus profondes, la température augmente progressivement. Comme pour Uranus, l’origine précise de cette chaleur interne reste indéterminée ; cependant, la disparité dans la production d'énergie est plus prononcée pour Neptune : Uranus n'émet que 1,1 fois l'énergie qu'il absorbe du Soleil, tandis que Neptune rayonne environ 2,61 fois l'énergie solaire qu'il reçoit.

Bien qu'il soit plus de 50 % plus éloigné du Soleil qu'Uranus et ne recevant par conséquent qu'environ 40 % de l'insolation solaire d'Uranus, l'énergie interne de Neptune est néanmoins suffisante pour alimenter les énergies les plus rapides. vents planétaires dans le système solaire. La chaleur résiduelle de l'accrétion de Neptune, dépendante des caractéristiques thermiques de son intérieur, pourrait potentiellement expliquer le flux de chaleur observé. Cependant, concilier le manque relatif de chaleur interne d'Uranus tout en maintenant les similitudes perçues entre les deux planètes présente un plus grand défi.

Rotation

L'inclinaison axiale de Neptune mesure 28,32°, une valeur comparable à celle de la Terre (23°) et de Mars (25°). Neptune subit donc des variations saisonnières analogues à celles de la Terre. Compte tenu de la longue période orbitale de Neptune, chaque saison persiste pendant environ quarante années terrestres. La période de rotation sidérale de la planète, définissant son jour, est d'environ 16,11 heures. En raison de son inclinaison axiale similaire à celle de la Terre, les fluctuations de la longueur diurne tout au long de l'année prolongée de Neptune ne sont pas exceptionnellement prononcées.

Comme Neptune n'est pas un corps céleste solide, son atmosphère présente une rotation différentielle. La vaste région équatoriale tourne sur une période d'environ 18 heures, ce qui est plus lent que le taux de rotation de 16,1 heures du champ magnétique de la planète. A l’inverse, les régions polaires présentent une période de rotation plus rapide de 12 heures. Cette rotation différentielle est la plus importante observée parmi toutes les planètes du système solaire, conduisant à un cisaillement latitudinal du vent important.

Magnétosphère

La magnétosphère de Neptune présente un champ magnétique significativement incliné à 47° par rapport à son axe de rotation et déplacé d'au moins 0,55 rayon (environ 13 500 km) par rapport au centre physique de la planète, une configuration similaire à la magnétosphère d'Uranus. Avant l'arrivée de Voyager 2 à Neptune, il était théorisé que l'inclinaison axiale d'Uranus était responsable de l'inclinaison similaire de sa magnétosphère. Cependant, une analyse comparative des champs magnétiques des deux planètes suggère désormais que cette orientation extrême pourrait être caractéristique de la dynamique des fluides internes à l’intérieur de leurs planètes. Ce champ magnétique est probablement généré par des mouvements de fluides convectifs au sein d'une fine coque sphérique de liquides électriquement conducteurs, potentiellement un mélange d'ammoniac, de méthane et d'eau, par le biais d'un processus connu sous le nom d'action dynamo.

La composante dipolaire du champ magnétique de Neptune à son équateur magnétique mesure environ 14 microteslas (0,14 G). Le moment magnétique dipolaire de la planète est estimé à environ 2,2 × 10¹⁷ T·m³ (14 μT·R_N§1011§, où R_N désigne le rayon de Neptune). Le champ magnétique de Neptune présente une géométrie complexe, caractérisée par des contributions substantielles de composants non dipolaires, y compris un moment quadripolaire robuste qui peut dépasser le moment dipolaire en force. En revanche, la Terre, Jupiter et Saturne possèdent des moments quadripolaires relativement mineurs et leurs champs magnétiques sont moins inclinés par rapport à leurs axes polaires. Le moment quadripolaire prononcé observé dans le champ de Neptune peut résulter d'un décalage par rapport au centre de la planète et de contraintes géométriques spécifiques du générateur dynamo du champ.

Le choc d'arc de Neptune, la région où la magnétosphère commence à décélérer le vent solaire, est situé à une distance équivalente à 34,9 fois le rayon de la planète. La magnétopause, où la pression magnétosphérique équilibre la pression du vent solaire, s'étend entre 23 et 26,5 fois le rayon de Neptune. La queue de la magnétosphère s'étend vers l'extérieur jusqu'à au moins 72 fois le rayon de Neptune, et potentiellement beaucoup plus loin.

Les observations menées par Voyager 2 sur les fréquences ultraviolettes extrêmes et radio ont indiqué la présence d'aurores faibles, faibles, mais complexes et distinctives sur Neptune. Néanmoins, ces premières observations étaient limitées dans le temps et manquaient de données infrarouges. Les tentatives ultérieures des astronomes utilisant le télescope spatial Hubble n'ont pas réussi à détecter ces aurores, contrastant avec les aurores plus clairement définies sur Uranus. En mars 2025, les aurores de Neptune ont été photographiées avec succès pour la première fois grâce à l'intégration d'images en lumière visible du télescope spatial Hubble avec des images dans le proche infrarouge (NIR) du télescope spatial James Webb, à l'aide de données acquises en juin 2023. Le télescope spatial James Webb a également effectué une spectrographie de l'atmosphère de Neptune, identifiant les cations trihydrogènes (H⁺
§89§), qui sont générés lors d'événements auroraux et servent d'indicateur définitif de l'activité aurorale sur les géantes gazeuses et de glace. Les caractéristiques uniques du champ magnétique de Neptune influencent considérablement la nature de ses aurores. Contrairement à la Terre, Jupiter ou Saturne, les pôles magnétiques de Neptune ne sont pas alignés avec ses pôles de rotation, ce qui conduit à la prévalence de l'activité aurorale dans ses régions de latitude moyenne plutôt qu'exclusivement à ses pôles.

Caractéristiques superficielles

Couleur

L'atmosphère de Neptune affiche une légère teinte bleue dans le spectre optique, présentant une saturation légèrement supérieure à celle du bleu observé dans l'atmosphère d'Uranus. Les interprétations artistiques antérieures des deux planètes exagéraient fréquemment le contraste des couleurs de Neptune pour améliorer la visibilité de ses nuages, de ses bandes et de ses vents, la décrivant comme un bleu profond par rapport à l'apparence blanc cassé d'Uranus. L’imagerie initiale de ces planètes utilisait des systèmes disparates, compliquant les comparaisons directes des images composites résultantes. Ce problème a ensuite été résolu grâce à la normalisation des couleurs au fil du temps, les efforts les plus complets ayant eu lieu fin 2023.

Atmosphère

À des altitudes plus élevées, l'atmosphère de Neptune est composée de 80 % d'hydrogène et de 19 % d'hélium, avec des traces de méthane également présentes. Des bandes d'absorption proéminentes attribuables au méthane sont observées à des longueurs d'onde supérieures à 600 nm, tombant dans les parties rouge et infrarouge du spectre électromagnétique. Semblable à Uranus, cette absorption de la lumière rouge par le méthane atmosphérique contribue à la légère coloration bleue de Neptune, qui est plus prononcée sur Neptune en raison de la présence d'une brume concentrée dans l'atmosphère d'Uranus.

L'atmosphère de Neptune est délimitée en deux strates principales : la basse troposphère, caractérisée par une diminution de la température avec l'altitude, et la stratosphère, où la température augmente avec l'altitude. L'interface entre ces deux couches, appelée tropopause, se situe à une pression de 0,1 bar (10 kPa). Au-delà de la stratosphère, la thermosphère commence à des pressions allant de moins de 10⁻⁵ à 10⁻⁴ bars (1 à 10 Pa). Par la suite, la thermosphère fusionne progressivement avec l'exosphère.

Les modèles atmosphériques indiquent que la troposphère de Neptune présente des bandes nuageuses distinctes, dont la composition varie en fonction de l'altitude. Des nuages ​​de plus haute altitude sont observés à des pressions inférieures à un bar, où les conditions sont propices à la condensation du méthane. Entre un et cinq bars (100 et 500 kPa), des nuages ​​composés d'ammoniac et de sulfure d'hydrogène devraient se matérialiser. À des pressions supérieures à cinq bars, les formations nuageuses contiennent potentiellement de l'ammoniac, du sulfure d'ammonium, du sulfure d'hydrogène et de l'eau. De plus, les couches plus profondes devraient contenir des nuages ​​​​de glace d'eau à environ 50 bars (5,0 MPa), où la température atteint 273 K (0 °C ; 32 °F). En dessous de ceux-ci, des nuages ​​supplémentaires d'ammoniac et de sulfure d'hydrogène pourraient exister.

Les observations ont révélé des nuages ​​​​de haute altitude sur Neptune projetant des ombres sur la couche nuageuse plus dense en dessous. Ces bandes nuageuses élevées entourent la planète le long de latitudes spécifiques, présentant des largeurs comprises entre 50 et 150 km et situées à environ 50 à 110 km au-dessus du pont nuageux principal. Ces altitudes correspondent à la troposphère, la région atmosphérique où se produisent les phénomènes météorologiques, par opposition à la stratosphère et à la thermosphère au repos. En août 2023, une disparition notable des nuages ​​​​de haute altitude de Neptune s'est produite, conduisant à un réexamen d'une étude de trois décennies utilisant les données du télescope spatial Hubble et des observatoires au sol. Cette recherche a conclu que la dynamique des nuages ​​de haute altitude de Neptune est en corrélation avec les cycles solaires plutôt qu'avec les variations saisonnières de la planète.

L'analyse spectroscopique de Neptune indique que sa basse stratosphère présente un aspect brumeux, attribué à la condensation des produits de photolyse du méthane, en particulier de l'éthane et de l'éthyne, résultant du rayonnement ultraviolet. Cette région stratosphérique contient également d’infimes quantités de monoxyde de carbone et de cyanure d’hydrogène. Notamment, la stratosphère de Neptune maintient une température plus élevée que celle d'Uranus, un phénomène lié à sa concentration accrue en hydrocarbures.

La thermosphère de Neptune présente une température inhabituellement élevée, environ 750 K (477 °C ; 890 °F), pour des raisons qui ne sont pas encore entièrement comprises. Compte tenu de la distance considérable qui sépare la planète du Soleil, le rayonnement ultraviolet constitue une source insuffisante pour cette énergie thermique. Les mécanismes de chauffage proposés incluent les interactions entre l'atmosphère et les ions dans le champ magnétique de Neptune, ainsi que la dissipation des ondes de gravité provenant de l'intérieur de la planète. La thermosphère contient également des traces de dioxyde de carbone et d'eau, potentiellement introduites par des sources exogènes telles que les météorites et la poussière interplanétaire.

Climat

L'activité météorologique de Neptune est définie par des systèmes de tempêtes très énergiques, où la vitesse du vent peut approcher 600 m/s (2 200 km/h ; 1 300 mph), dépassant les vitesses supersoniques. Le plus souvent, les observations de mouvements persistants des nuages ​​indiquent des vitesses de vent allant de 20 m/s vers l'est à 325 m/s vers l'ouest. Dans les couches nuageuses les plus élevées, les vents dominants varient de 400 m/s près de l'équateur à 250 m/s aux pôles. Une proportion importante des vents de Neptune circulent dans une direction opposée à la rotation de la planète. La configuration globale des vents révèle une rotation prograde aux latitudes plus élevées contrastant avec une rotation rétrograde aux latitudes plus basses. On suppose que cette divergence directionnelle est un « effet de peau » plutôt qu’une indication de mécanismes atmosphériques plus profonds. Un jet stream à grande vitesse, par exemple, se déplace à 300 m/s à 70°S de latitude. De plus, les variations saisonnières ont conduit à une augmentation observée de la taille et de l'albédo des bandes nuageuses dans l'hémisphère sud de Neptune, un phénomène initialement documenté en 1980. La période orbitale prolongée de Neptune se traduit par des saisons qui durent environ 40 années terrestres.

Neptune présente une différence distincte par rapport à Uranus dans son niveau caractéristique d'activité météorologique. Lors de son survol de 1989, Voyager 2 a documenté des phénomènes météorologiques significatifs sur Neptune, alors qu'aucune activité atmosphérique comparable n'a été observée sur Uranus lors de son survol de 1986.

Les concentrations de méthane, d'éthane et d'acétylène à l'équateur de Neptune sont 10 à 100 fois supérieures à celles de ses pôles. Cette disparité est interprétée comme une preuve irréfutable d'une remontée atmosphérique dans la région équatoriale et d'une subsidence près des pôles, étant donné que les processus photochimiques à eux seuls ne peuvent expliquer cette distribution sans la présence d'une circulation méridionale.

En 2007, des observations ont révélé que la haute troposphère de Neptune, au pôle sud, présentait une température environ 10 K supérieure à la moyenne atmosphérique de 73 K (−200 °C). Cette disparité de température facilite la sublimation du méthane, qui reste généralement gelé dans la troposphère, lui permettant de remonter dans la stratosphère dans la région polaire. La présence de ce « point chaud » localisé est attribuée à l'inclinaison axiale de Neptune, qui a maintenu le pôle sud en plein soleil pendant l'équivalent d'un quart de la période orbitale de Neptune, soit environ 40 années terrestres. À mesure que Neptune progresse sur son orbite vers le côté opposé du Soleil, le pôle sud connaîtra l'obscurité tandis que le pôle nord s'illuminera, déplaçant par conséquent le phénomène de libération de méthane vers l'hémisphère nord.

Tempêtes

En 1989, la Grande Tache Noire, un système de tempête anticyclonique mesurant 13 000 km × 6 600 km (8 100 mi × 4 100 mi), a été identifiée par le vaisseau spatial Voyager 2 de la NASA. Cette tempête présentait des caractéristiques analogues à la Grande Tache Rouge de Jupiter. Environ cinq ans après sa découverte, le 2 novembre 1994, le télescope spatial Hubble n'a pas détecté la Grande Tache Noire à la surface de la planète. Au lieu de cela, un système de tempête comparable a été observé dans l'hémisphère nord de Neptune.

Une autre tempête notable, appelée Scooter, comprend un amas de nuages ​​blancs situé au sud de la Grande Tache Noire. Cette appellation est née dans les mois précédant la rencontre de Voyager 2 en 1989, lorsque ces nuages ​​​​ont été observés traverser à des vitesses supérieures à celles de la Grande Tache Noire. L'analyse ultérieure des images a révélé plus tard la présence de nuages ​​se déplaçant à des vitesses encore plus élevées que celles initialement détectées par Voyager 2. La Petite Tache Noire, une tempête cyclonique située dans l'hémisphère sud, représentait la deuxième tempête la plus intense documentée lors de la rencontre de 1989. Apparaissant initialement entièrement sombre, cette caractéristique a développé un noyau lumineux à mesure que Voyager 2 s'approchait de la planète, une caractéristique évidente dans la plupart des images à haute résolution. Plus récemment, en 2018, une nouvelle tache sombre primaire et une tache sombre plus petite ont été identifiées et soumises à une enquête scientifique. La première observation au sol d'une tache sombre sur Neptune a été rapportée en 2023.

On suppose que les taches sombres de Neptune proviennent de la troposphère, à des altitudes inférieures à celles des formations nuageuses les plus lumineuses, se présentant ainsi comme des ouvertures dans les couches nuageuses supérieures. Compte tenu de leur stabilité et de leur persistance sur plusieurs mois, ces éléments sont considérés comme des structures vortex. Des nuages ​​de méthane brillants et persistants accompagnent fréquemment des taches sombres, se formant à proximité de la couche de tropopause. La présence soutenue de ces nuages ​​associés suggère que certaines anciennes taches sombres peuvent persister sous forme de cyclones même après qu'elles cessent d'être discernables comme éléments sombres. On pense que les taches sombres se dissipent soit lors d'une migration excessivement proche de l'équateur, soit potentiellement par un mécanisme alternatif, encore indéterminé.

En 1989, l'expérience de radioastronomie planétaire (PRA) à bord du Voyager 2' a détecté environ 60 éclairs, identifiés comme des décharges électrostatiques neptuniennes, qui émettaient des énergies dépassant 7×10§910§ J. Parallèlement, un système d'ondes de plasma (PWS) a enregistré 16 ondes électromagnétiques distinctes. événements, couvrant une gamme de fréquences de 50 à 12 kHz, à des latitudes magnétiques comprises entre 7° et 33°. Ces observations d'ondes de plasma auraient été induites par l'activité de la foudre se produisant sur un intervalle de 20 minutes dans les nuages ​​​​d'ammoniac de la magnétosphère.

Lors de l'approche la plus proche du Voyager 2 de Neptune, l'instrument PWS a fourni les détections initiales d'ondes de plasma pour la planète, enregistrées à un taux d'échantillonnage de 28 800 échantillons par seconde. Les densités de plasma observées variaient de 10⁻³ à 10⁻¹ cm§910§. Il est théorisé que la foudre neptunienne se manifeste dans trois couches nuageuses distinctes, les modèles microphysiques indiquant que la majorité de ces événements se produisent dans les nuages ​​​​d'eau troposphériques ou dans les nuages ​​​​d'ammoniac magnétosphériques peu profonds. Les projections suggèrent que le taux d'éclairs de Neptune est d'environ 1/19 de celui de Jupiter, la majeure partie de l'activité étant concentrée aux hautes latitudes. Néanmoins, les phénomènes de foudre sur Neptune semblent ressembler davantage à la foudre terrestre qu'à la foudre jovienne.

Mouvement orbital et observation

Neptune maintient une distance orbitale moyenne de 4,5 milliards de km du Soleil, ce qui équivaut à environ 30,1 unités astronomiques (UA), où une UA représente la distance moyenne Terre-Soleil. La planète effectue une orbite complète tous les 164,79 ans en moyenne, avec une variabilité d'environ ±0,1 an. Sa distance périhélie est de 29,81 UA, tandis que sa distance aphélie mesure 30,33 UA. Avec une excentricité orbitale de seulement 0,008678, Neptune possède la deuxième orbite la plus circulaire parmi les planètes du système solaire, surpassée seulement par Vénus. L'inclinaison de l'orbite de Neptune par rapport au plan orbital de la Terre est de 1,77°.

Le 11 juillet 2011, Neptune a atteint sa première orbite barycentrique complète depuis sa détection initiale en 1846. Cependant, sa position céleste ne correspondait pas précisément à ses coordonnées de découverte en raison de la position orbitale variable de la Terre au cours de son cycle de 365,26 jours. De plus, le mouvement du Soleil par rapport au barycentre du système solaire signifiait que le 11 juillet, Neptune n'était pas à sa position de découverte précise par rapport au Soleil ; en utilisant le système de coordonnées héliocentriques le plus répandu, la longitude de découverte a été atteinte le 12 juillet 2011.

Observation

Neptune n'est pas suffisamment lumineuse pour être visible à l'œil nu. Sa magnitude apparente actuelle fluctue entre 7,67 et 7,89, présentant une moyenne de 7,78 et un écart type de 0,06. Plusieurs corps célestes, dont les lunes galiléennes de Jupiter, la planète naine Cérès et des astéroïdes tels que 4 Vesta, 2 Pallas, 7 Iris, 3 Juno et 6 Hebe, peuvent surpasser sa luminosité. À l’aide d’un télescope ou de jumelles puissantes, Neptune apparaît comme un petit disque bleu, ressemblant à Uranus. Entre 1980 et 2000, la luminosité de Neptune a augmenté d'environ 10 %, principalement en raison des variations saisonnières. Cette tendance à l'éclaircissement devrait persister à mesure que la planète approche de son périhélie en 2042. Avant 1980, la magnitude de la planète était aussi basse que 8,0.

En raison de sa distance considérable par rapport à la Terre, le diamètre angulaire de Neptune ne s'étend que de 2,2 à 2,4 secondes d'arc, ce qui en fait la plus petite des planètes du système solaire. Cette petite taille apparente présente des défis importants pour l’observation visuelle. Les données télescopiques sont restées limitées jusqu'à l'introduction du télescope spatial Hubble et des observatoires au sol avancés équipés d'optique adaptative (AO). Par exemple, jusqu'en 1977, la période de rotation de Neptune était encore indéterminée. Les premières observations réussies au sol utilisant l'optique adaptative ont eu lieu à Hawaï en 1997. Actuellement, Neptune se rapproche de son périhélie (son point orbital le plus proche du Soleil), une phase corrélée au réchauffement observé, à une activité atmosphérique accrue et à une luminosité accrue. Ces technologies avancées capturent désormais des images de plus en plus complexes de Neptune. Depuis le milieu des années 1990, les télescopes Hubble et à optique adaptative ont facilité de nombreuses découvertes, notamment une expansion du catalogue de satellites connus en orbite autour des planètes extérieures. Plus précisément, en 2004 et 2005, cinq petits satellites de Neptune non répertoriés auparavant, mesurant entre 38 et 61 kilomètres de diamètre, ont été identifiés.

Telle qu'observée depuis la Terre, Neptune subit un mouvement rétrograde apparent environ tous les 367 jours, se manifestant par une trajectoire en boucle distinctive sur fond d'étoiles fixes lors de chaque opposition. De telles boucles ont rapproché la planète de ses coordonnées de découverte de 1846 en avril et juillet 2010, puis en octobre et novembre 2011.

Avec une période orbitale de 164 ans, Neptune traverse chaque constellation zodiacale sur une durée moyenne de 13 ans. En 2011, la planète a conclu son orbite solaire complète initiale depuis sa découverte, revenant ainsi à sa position d'origine observée au nord-est de Iota Aquarii.

Les observations radiofréquence de Neptune révèlent son statut de source à la fois d'émissions continues et de sursauts intermittents. On suppose que ces émissions émanent du champ magnétique tournant de la planète. Dans le spectre infrarouge, les tempêtes atmosphériques de Neptune se manifestent sous forme d'éléments lumineux sur un fond plus froid, permettant un suivi précis de leurs dimensions et de leur morphologie.

Domaine gravitationnel et influence

Anneaux planétaires

Neptune possède un système d'anneaux planétaires, bien que considérablement moins important que ceux observés autour de Saturne et d'Uranus. On suppose que ces anneaux comprennent des particules de glace enveloppées de silicates ou de composés carbonés, qui confèrent probablement leur coloration rougeâtre. Les principaux composants de ce système comprennent l'étroit anneau d'Adams, situé à 63 000 km du centre de Neptune ; l'Anneau du Verrier, à 53 000 km ; et le Galle Ring, plus large et plus diffus, situé à 42 000 km. Une subtile extension vers l'extérieur de l'anneau de Le Verrier, désignée Lassell, est délimitée extérieurement par l'anneau d'Arago, positionné à 57 000 km.

La détection initiale de ces anneaux planétaires a eu lieu en 1968, attribuée à une équipe de recherche dirigée par Edward Guinan. L'analyse ultérieure de ces données, combinée à de nouvelles observations au début des années 1980, a conduit à émettre l'hypothèse que ce système d'anneaux pourrait être discontinu. Des indications de lacunes potentielles à l'intérieur des anneaux sont apparues pour la première fois lors d'un événement d'occultation stellaire en 1984, au cours duquel les anneaux ont obstrué une étoile lors de l'immersion mais pas lors de l'émersion. Le problème a été définitivement résolu par les images acquises depuis Voyager 2 en 1989, qui montraient clairement plusieurs anneaux faibles.

L'anneau Adams le plus extérieur comprend cinq arcs distincts, désignés comme Courage, Liberté, Égalité 1, Égalité 2 et Fraternité (Courage, Liberté, Égalité et Fraternité). La persistance de ces arcs présentait un casse-tête astrophysique important, car la mécanique orbitale prédisait généralement leur dissipation rapide dans un anneau uniforme. Les modèles astronomiques contemporains attribuent le confinement de ces arcs à l'influence gravitationnelle de Galatée, une lune située immédiatement à l'intérieur de l'anneau.

Des observations depuis la Terre, rapportées en 2005, suggèrent que le système d'anneaux de Neptune présente une plus grande instabilité que ce que l'on pensait auparavant. Les images acquises entre 2002 et 2003 par l'observatoire W. M. Keck ont ​​révélé une dégradation substantielle à l'intérieur des anneaux lorsqu'elles ont été juxtaposées aux données de Voyager 2. Notamment, les projections indiquent que l'arc Liberté pourrait se dissiper d'ici environ un siècle.

Satellites neptuniens

Neptune possède 16 lunes identifiées. Triton est le satellite neptunien le plus massif, constituant plus de 99,5 % de la masse totale en orbite autour de la planète, et est la seule lune suffisamment grande pour atteindre une forme sphéroïdale. William Lassell a découvert Triton seulement 17 jours après la propre découverte de Neptune. Distinct des autres lunes planétaires majeures du système solaire, Triton présente une orbite rétrograde, suggérant sa capture plutôt que sa formation in situ ; On suppose qu'elle est originaire d'une planète naine dans la ceinture de Kuiper. Sa proximité avec Neptune entraîne une rotation synchrone et elle tourne progressivement vers l'intérieur en raison de l'accélération des marées. En fin de compte, dans environ 3,6 milliards d’années, Triton devrait se désintégrer une fois atteint la limite de Roche. En 1989, Triton s'est inscrit comme le corps céleste le plus froid mesuré dans le système solaire, avec des températures estimées à 38 K (−235 °C). Cette température exceptionnellement basse est attribuée à l'albédo remarquablement élevé de Triton, qui facilite une réflexion significative du rayonnement solaire plutôt que son absorption.

Néréide, le deuxième satellite découvert par Neptune et une lune irrégulière, possède l'une des orbites les plus excentriques parmi tous les satellites du système solaire. Son excentricité, mesurée à 0,7512, se traduit par une apoapse sept fois supérieure à sa distance périastre à Neptune.

Entre juillet et septembre 1989, Voyager 2 a identifié six lunes neptuniennes supplémentaires. Parmi ceux-ci, Protée, de forme irrégulière, est remarquable car il est le plus grand corps céleste de sa densité qui n'a pas été contraint par la gravitation à prendre une forme sphérique. Bien qu'elle soit la deuxième lune neptunienne la plus massive, sa masse ne constitue que 0,25 % de celle de Triton. Les quatre satellites les plus internes de Neptune – Naïade, Thalassa, Despina et Galatée – maintiennent des orbites suffisamment proches pour résider dans le système d'anneaux de la planète. Larissa, la lune suivante vers l'extérieur, a été détectée pour la première fois en 1981 lors d'une occultation stellaire. Cet événement a été initialement attribué aux arcs en anneau ; cependant, les observations de Voyager 2 en 1989 ont par la suite confirmé que Larissa était le corps causal. Cinq nouvelles lunes irrégulières, découvertes entre 2002 et 2003, ont été annoncées publiquement en 2004. Hippocamp, une nouvelle et la plus petite lune identifiée à ce jour, a été découverte en 2013 grâce à la synthèse de plusieurs images de Hubble. Conformément à l'identité de Neptune en tant que divinité romaine de la mer, ses lunes portent le nom de dieux marins mineurs.

Résonances orbitales

La trajectoire orbitale de Neptune exerce une influence significative sur la région adjacente, appelée ceinture de Kuiper. Cette ceinture comprend un vaste anneau de petits corps glacés, analogue à la ceinture d'astéroïdes mais considérablement plus vaste, s'étendant de l'orbite de Neptune à 30 UA jusqu'à environ 55 UA du Soleil. Parallèlement à la domination gravitationnelle de Jupiter sur la ceinture d'astéroïdes, le champ gravitationnel de Neptune régit la ceinture de Kuiper. Tout au long de l'histoire du système solaire, les forces gravitationnelles de Neptune ont déstabilisé des zones spécifiques de la ceinture de Kuiper, générant ainsi des lacunes structurelles, illustrées par la région située entre 40 et 42 UA.

Dans ces régions vacantes, des configurations orbitales spécifiques permettent aux objets de persister pendant toute la durée de vie du système solaire. De telles résonances surviennent lorsque la période orbitale d'un objet est un multiple fractionnaire exact de celle de Neptune, illustré par des rapports tels que 1:2 ou 3:4. Par exemple, un objet effectuant une orbite solaire pour deux orbites de Neptune ne parcourrait que la moitié de sa trajectoire au moment où Neptune reviendrait à sa position initiale. La résonance 2:3 est la plus densément peuplée de la ceinture de Kuiper, englobant plus de 200 objets identifiés. Les objets dans cette résonance exécutent deux orbites pour trois orbites de Neptune et sont appelés plutinos, une désignation dérivée de Pluton, le plus grand objet connu de la ceinture de Kuiper, faisant partie de ce groupe. Malgré l'intersection orbitale régulière de Pluton avec Neptune, la résonance 2:3 empêche toute collision potentielle. D'autres résonances, notamment 3:4, 3:5, 4:7 et 2:5, présentent des populations plus clairsemées.

Neptune héberge plusieurs objets troyens connus, qui résident aux points lagrangiens Soleil-Neptune L₄ et L₅ – des régions gravitationnellement stables qui précèdent et suivent Neptune sur sa trajectoire orbitale. Ces chevaux de Troie Neptune sont considérés comme étant en résonance orbitale 1:1 avec Neptune. Certains chevaux de Troie Neptune présentent une stabilité orbitale exceptionnelle, suggérant leur co-formation avec Neptune plutôt que leur capture ultérieure. L'objet initial identifié en association avec le point lagrangien L₅ final de Neptune était 2008 LC18. De plus, Neptune possède un quasi-satellite temporaire, désigné (309239) 2007 RW§1415§. Cet objet a conservé son statut de quasi-satellite pendant environ 12 500 ans et devrait continuer dans cette configuration dynamique pendant une durée équivalente.

Exploration

À ce jour, Voyager 2 reste le seul vaisseau spatial à avoir effectué un survol de Neptune. Sa plus grande proximité avec la planète a été atteinte le 25 août 1989. Étant donné que Neptune représentait la dernière planète majeure accessible au vaisseau spatial, un survol rapproché de sa lune Triton était prioritaire, quelles que soient les implications de trajectoire, reflétant la stratégie employée lors de la rencontre du Voyager 1 avec Saturne et sa lune Titan. Les images transmises à la Terre par Voyager 2 ont ensuite servi de base à une émission nocturne de PBS en 1989 intitulée Neptune All Night.

Au cours de la rencontre, les signaux transmis depuis le vaisseau spatial ont mis 246 minutes pour atteindre la Terre. Par conséquent, la majorité des opérations de la mission Voyager 2 pour la rencontre avec Neptune ont été exécutées via des commandes préprogrammées. Le vaisseau spatial a effectué une approche rapprochée de la lune Néréide avant d'atteindre une distance de 4 400 km de l'atmosphère de Neptune le 25 août, passant ensuite près de la plus grande lune de la planète, Triton, plus tard dans la journée.

Le vaisseau spatial a confirmé la présence d'un champ magnétique planétaire, notant son décalage par rapport au centre et son inclinaison axiale, une configuration similaire à celle observée autour d'Uranus. Les mesures des émissions radio ont facilité la détermination de la période de rotation de Neptune, et Voyager 2 a révélé un système météorologique remarquablement actif. De plus, six nouvelles lunes ont été identifiées et la planète possédait plusieurs anneaux. Ce survol a donné la première mesure précise de la masse de Neptune, qui s'est avérée inférieure de 0,5 % aux calculs précédents. Ce chiffre de masse révisé a par conséquent réfuté l'hypothèse selon laquelle une planète X non découverte influençant les orbites de Neptune et d'Uranus.

Depuis 2018, l'Administration spatiale nationale de Chine développe une conception pour une paire de sondes interstellaires de classe Voyager, provisoirement nommées Shensuo. Ces sondes devraient être lancées dans les années 2020 et sont conçues pour parcourir des trajectoires divergentes afin d'étudier les limites opposées de l'héliosphère ; plus précisément, la deuxième sonde, IHP-2, devrait effectuer un survol de Neptune en janvier 2038, à une altitude de seulement 1 000 km au-dessus de ses sommets nuageux, avec la possibilité de déployer un impacteur atmosphérique lors de son approche. Par la suite, il poursuivra sa mission à travers la ceinture de Kuiper vers la queue de l'héliosphère, une région actuellement non explorée.

Suite aux survols effectués par Voyager 2 et IHP-2', la phase suivante de l'exploration scientifique du système neptunien est envisagée comme une mission orbitale ; la plupart des propositions pour de telles missions proviennent de la NASA, qui préconise fréquemment un orbiteur de classe phare. En 2003, les « Vision Missions Studies » de la NASA comprenaient une proposition pour une mission « Neptune Orbiter with Probes », conçue pour atteindre des objectifs scientifiques comparables à ceux de la mission Cassini. Une proposition ultérieure, qui n'a finalement pas été retenue, décrivait Argo, un vaisseau spatial survolé destiné à un lancement en 2019, avec une trajectoire englobant Jupiter, Saturne, Neptune et un objet de la ceinture de Kuiper. L'objectif principal de cette mission aurait été l'étude de Neptune et de sa plus grande lune, Triton, projetée pour environ 2029.

La mission New Horizons 2 proposée, bien que envisagée pour un survol rapproché du système neptunien, a ensuite été annulée. Dans le cadre du programme Discovery, une proposition suggérait que le vaisseau spatial Trident effectuerait un survol de Neptune et Triton ; cependant, cette mission n'a été choisie ni pour Discovery 15 ni pour Discovery 16. Neptune Odyssey représente une autre conception conceptuelle pour un orbiteur et une sonde atmosphérique Neptune, que la NASA a évaluée comme une potentielle grande mission scientifique stratégique. Cette mission aurait été lancée entre 2031 et 2033, pour atteindre Neptune en 2049. Néanmoins, pour des raisons logistiques, la mission Uranus Orbiter and Probe a reçu la recommandation en tant que mission d'orbiteur géant de glace, garantissant ainsi la priorité absolue sur l'Encelade Orbilander.

Deux propositions notables pour une mission orbiteur Neptune centrée sur Triton, estimées se situer dans la fourchette de coûts entre le Trident et Les missions Odyssey dans le cadre du programme New Frontiers sont le Triton Ocean World Surveyor et le Nautilus. Leurs phases de croisière respectives sont projetées pour les périodes 2031-47 et 2041-56. Neptune est également identifiée comme une cible potentielle pour la mission chinoise Tianwen-5, avec une arrivée prévue en 2058.

Remarques

Remarques

Références

Bibliographie

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    • Fiche d'information Neptune de la NASA Archivée le 1er juillet 2010 sur la Wayback Machine
    • L'épisode n° 63 de Neptune Astronomy Cast comprend la transcription complète.
    • Simulation gravitationnelle 3D interactive de Neptune et de ses lunes intérieures Archivée le 22 septembre 2020 sur la Wayback Machine