Presque aux confins de notre Système solaire se trouve Neptune. 8ᵉ et dernière planète en partant du Soleil, son exploration reste complexe. Quels secrets renferment cette lointaine planète ?

Neptune, la géante de glace

Neptune est la dernière planète de notre Système solaire, située à 4,5 milliards de km de notre étoile, au-delà d’Uranus. La ressemblance entre les 2 planètes est telle que l’on pourrait presque parler de jumelles ! 

Ce sont des planètes gazeuses comme Jupiter ou Saturne : elles sont entièrement recouvertes d'hydrogène et d'hélium. Elles n’ont donc pas de surface solide. Mais Neptune (comme Uranus) est aussi faite de glace, on les appelle les géantes glacées. Attention, il n’est pas question ici seulement d’eau gelée ! On appelle « glaces » les substances qui se transforment en gaz à des températures basses, et qui peuvent être solides mais aussi liquides ou gazeuses. C’est le cas de l’ammoniac, de l’eau et du méthane qu’on retrouve dans ces planètes. C’est ce méthane qui est à l’origine de la couleur bleue des 2 géantes de glace.

Le noyau et le manteau de Neptune ne sont pas gazeux. Le noyau, composé de nickel, de fer et de minéraux (silicates), est à une température de presque 8 000°C, soit plus chaud que la surface du Soleil ! Et au cœur de Neptune, la pression est 8 millions de fois supérieure à celle qui règne dans l’atmosphère terrestre. Dans ces conditions, les glaces fondent, et constituent alors une sorte de gigantesque bain brûlant d’eau, d’ammoniac et de méthane liquides. 

Plus on remonte les couches de Neptune, plus la température et la pression diminuent. Dans la haute atmosphère, au-dessus des nuages, le thermomètre peut chuter jusqu’à -220°C. Là, les tempêtes les plus violentes du Système solaire font rage, avec des vents pouvant souffler jusqu’à 2 100 km/h ! A titre de comparaison, les cyclones les plus puissants sur Terre ne dépassent pas les 400 km/h. Visibles depuis l’espace, ces tempêtes forment des tâches à la surface de Neptune. C’est le cas notamment de « La Grande Tache sombre », un gigantesque anticyclone de la taille de la Terre. 

Non, Neptune n’est pas bleu foncé ! C’est ce qu’a révélé une étude de l’université d’Oxford, parue en janvier 2024. Pourtant majestueuse dans cette teinte bleu foncé parsemée de bandes blanches, la planète est en fait plus claire. Les clichés pris en 1989 par la sonde Voyager 2, alors qu’elle survolait Neptune, nous ont induit en erreur. Les chercheurs avaient en effet augmenté les contrastes des images, rendant les couleurs plus vives. En réalité, elle est presque dans les mêmes tons que sa jumelle Uranus, d’un bleu verdâtre. C’est notamment grâce à l’utilisation de spectromètres, des appareils qui mesurent les longueurs d’ondes, que les chercheurs ont découvert le pot aux roses.

L’entourage de Neptune

A l’instar des planètes géantes, Neptune est entourée par 5 anneaux. 

• Les anneaux neptuniens

Ils sont très sombres et fins, ce qui les rend difficiles à observer. L’anneau le plus externe est composé de parties plus brillantes appelées arcs. Ils ont été baptisés Courage, Liberté, Egalité 1, Egalité 2 et Fraternité, par l’équipe de chercheurs français qui les a identifiés en 1986, pour les 3 derniers. Encore aujourd’hui, leur composition est incertaine. Ils pourraient contenir des particules de glace recouvertes de poussières et de silicates (des minéraux), ou d’une substance composée de carbone (ce qui expliquerait leur couleur rougeâtre). 

• Neptune et ses lunes

Nous connaissons 14 satellites naturels de Neptune. Parmi eux, Triton représente 99,5% de la masse totale en orbite autour de la planète (lunes et anneaux). Cette lune intéresse les astronomes car c’est le seul gros satellite naturel du Système solaire à avoir une orbite rétrograde par rapport à sa planète. C’est-à-dire qu’il tourne dans le sens inverse du sens de rotation de Neptune. Les scientifiques peuvent en déduire les origines de Triton. En effet, un satellite naturel rétrograde ne voit pas le jour au niveau de la planète autour de laquelle il tourne. Ainsi, Triton serait un objet capturé par la planète, issu de la ceinture de Kuiper, une région composée d’astéroïdes, et située à l’extrémité du Système solaire, au-delà de l’orbite de Neptune. Dans la ceinture de Kuiper, on trouve aussi des planètes naines comme Pluton.

Neptune, l’inconnue du Système solaire

Neptune est la seule planète du Système solaire découverte par des calculs, avant d’être confirmée par des observations. Invisible à l'œil nu, il était impossible de la voir sans télescope.

• Découverte grâce aux calculs

Neptune est la seule planète du Système solaire découverte par des calculs, avant d’être confirmée par des observations. Invisible à l'œil nu, il était impossible de la voir sans télescope. L’histoire de sa découverte débute avec celle de sa jumelle, Uranus : au 19ᵉ siècle, des astronomes tentent de calculer la trajectoire d’Uranus. Cependant, leurs prédictions sont fausses, sa position observée ne correspond pas aux résultats des calculs. Comme si un autre corps céleste, inconnu, influait sur sa trajectoire… Des scientifiques émettent alors l’hypothèse de l’existence d’une 8ᵉ planète située derrière Uranus. 2 astronomes se lancent à sa recherche : le britannique John Couch Adams et le français Urbain Le Verrier. Lorsque ce dernier calcule enfin les possibles coordonnées du nouvel astre, il demande à son ami Johann Gottfried Galle de scruter cette zone du ciel avec son télescope. Eurêka ! Galle observe pour la première fois Neptune en 1846. 

Et notre astronome anglais Adams dans tout ça ? Il avait bien calculé, à 2 degrés près, la position de Neptune. Mais le directeur de l’Observatoire de Cambridge qui devait chercher la planète dans le ciel, ne l'avait pas repérée… Sa carte astronomique n’était pas à jour. Il est passé 2 fois au-dessus de Neptune sans la reconnaître. C’est donc Urbain Le Verrier qui restera  dans l’histoire comme le découvreur de la planète. 

• L’exploration de Neptune

La sonde américaine Voyager 2 est le seul et unique engin spatial à s'être approché de Neptune. Envoyée en 1977 pour explorer le Système solaire, la sonde survole la planète en 1989. Son passage est bref, mais il permet aux astronomes de découvrir les anneaux de Neptune, dont l’existence n’a jamais été prouvée jusqu’alors. Ils constatent aussi la présence de 6 nouvelles lunes.  Ces informations recueillies constituent l’essentiel de ce que nous savons sur Neptune.

Aujourd’hui, nous sommes capables d’envoyer des sondes vers Neptune. Mais en pratique, une mission d’exploration aussi lointaine, avec notamment la mise en orbite d’un sonde, reste très complexe. Cela représente de gros enjeux techniques et financiers. Neptune va garder encore quelques temps sa place sur le podium des planètes les moins connues du Système solaire. 

Quizz

Avec nos engins actuels, il faut environ 12 ans pour réaliser le trajet Terre-Neptune. En imaginant que nous puissions nous déplacer à la vitesse de la lumière, combien de temps faudrait-il pour se rendre sur la dernière planète du Système solaire ? 

A - 4 heures 

B - 1 mois

C - 2 ans 

D - 3 jours