Uranus et Neptune ne sont pas de la même couleur. Une nouvelle étude pourrait enfin expliquer pourquoi

Uranus et Neptune sont les plus jumelles de toutes les planètes du système solaire. Ils ont presque la même taille et la même masse, ont des compositions et des structures similaires, voire des taux de rotation similaires.

Ce qui rend une différence flagrante assez perplexe. Neptune est une nuance d’azur attrayante, avec des tempêtes tourbillonnantes visibles. Uranus est plutôt une sarcelle pâle délicate et sans traits. Si les deux planètes sont si similaires, d’où la différence de leur blues à base de méthane ?

nouvelles recherches, téléchargé sur le serveur de préimpression arXiv et en attente examen par les pairs, affirme avoir trouvé une réponse. Selon une équipe dirigée par le physicien planétaire Patrick Irwin de l’Université d’Oxford au Royaume-Uni, une couche étendue de brume dilue la teinte d’Uranus, résultant en un orbe plus pâle par rapport à son jumeau plus éloigné ; fraternel, pas identique.

Uranus et Neptune, selon nos mesures des deux planètes, ont une structure très similaire. Un petit noyau rocheux est entouré d’un manteau de glaces d’eau, d’ammoniac et de méthane; ensuite, une atmosphère gazeuse constituée principalement d’hydrogène, d’hélium et de méthane ; et enfin la haute atmosphère, y compris les sommets des nuages. Mais cette atmosphère n’est pas homogène ; On pense plutôt qu’elle est en couches, comme toutes les autres atmosphères du système solaire.

Irwin et ses collègues ont analysé les observations visibles et dans le proche infrarouge des deux planètes pour générer de nouveaux modèles des couches atmosphériques. Ils ont réussi à trouver des modèles qui reproduisent très bien les observations, notamment les tempêtes sur Neptune et la teinte plus pâle d’Uranus.

Dans leurs modèles, les deux planètes ont une couche de brume photochimique. Cela se produit lorsque le rayonnement ultraviolet du Soleil décompose les particules d’aérosol dans l’atmosphère, produisant des particules de brume. C’est un processus courant, vu sur VénusAncienne Terre Saturne, Jupiterla planète naine Pluton et les lunes Titan et Triton.

Les chercheurs l’ont appelée la couche Aerosol-2, et sur les deux planètes, elle semble être une source de graines de nuages ​​qui se condensent en glace de méthane à la limite inférieure et en neige plus profondément dans l’atmosphère. Et sur Uranus, cette couche semble être deux fois plus opaque que sur Neptune – et c’est pourquoi les deux planètes semblent différentes.

« Étant donné que ces particules absorbent les UV, cela explique la plus faible réflectivité UV observée d’Uranus et explique également pourquoi Uranus semble avoir une couleur bleue plus pâle à l’œil humain que Neptune, puisque ces particules ont une réflectivité visible à peu près blanche. spectre, » les chercheurs ont écrit dans leur article.

« La plus faible opacité de la couche Aerosol-2 de Neptune explique également pourquoi les taches sombres… sont plus faciles à observer dans l’atmosphère de Neptune que dans celle d’Uranus. »

Sous la couche Aerosol-2 se trouve une couche de brume plus profonde appelée Aerosol-1, où le méthane se réévapore et redépose les particules de brume. Ces particules de brume se condensent ensuite en cristaux submicroniques de sulfure d’hydrogène (c’est le composé malodorant). La signature spectrale de cette région est compatible avec la glace et la brume sombre.

Cette région d’Aérosol-1, selon l’équipe, est l’endroit où proviennent les caractéristiques sombres telles que les taches et les bandes observées sur Neptune. Si la couche Aerosol-2 de Neptune est plus fine et plus transparente, cela rendrait ces caractéristiques plus visibles.

On ne sait pas pourquoi la couche Aerosol-2 de Neptune n’est pas aussi dense que celle d’Uranus, mais les chercheurs pensent que l’atmosphère de Neptune pourrait être plus efficace pour éliminer la brume en faisant neiger le méthane plus efficacement qu’Uranus.

Les résultats offrent plusieurs pistes pour de nouvelles études observationnelles, ont déclaré les chercheurs.

« Les futures observations d’Uranus et de Neptune… pourraient aider à résoudre la question de savoir si les taches sombres et les régions sombres sont causées par un assombrissement ou un éclaircissement de la couche d’Aerosol-1 », ils ont écrit. « Ce sera, nous l’espérons, l’objet de futurs travaux. »

L’étude a été téléchargée sur le serveur de préimpression arXiv.

H/t : Nouveau scientifique.