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Uranus, le père de Saturne Les
anneaux (II) Le 10 mars 1977, le laboratoire d'astronomie embarqué à bord de l'Observatoire Kuiper de la NASA (KAO) détecta la présence d'un système d'anneaux autour d'Uranus. A la faveur de l'occultation de l'étoile SAO 158687, J.Eliott découvrit 9 anneaux très étroits autour d'Uranus, situés à une distance comprise entre 17000 et 25000 km au-dessus des nuages de la haute atmosphère. Depuis deux nouveaux annelets ont été découverts, dont l'un se situe à 14000 km de la couche de nuages. Par ordre d'éloignement ils ont été dénommés 1986U2R, 6, 5, 4, Alpha, Beta, Eta, Gamma, Delta, 1986U1R et Epsilon (auxquels il faut ajouter R/2003 U1 et U2, Cf plus bas). Certains anneaux paraissent incomplets et présentent localement une largeur réduite à 50 m. Rephotographiés par Voyager 2, il s'agit de 11 anneaux indépendant similaires à ceux de Jupiter et de Saturne mais constitués d'éléments bien plus petits et moins complexes. Ils sont divisés en bandes constituées d'une fine poussière également distribuée à travers tout le système d'anneaux. L'anneau Epsilon est gris et est le plus brillant du système. Sa largeur varie entre 20 et 100 km pour une épaisseur maximale de 150m. La composition des anneaux contraste avec ceux de Jupiter et de Saturne qui paraissent brillants et rougeâtres. Ils sont plus espacés les uns des autres et sont nettement plus sombres avec un albédo de 0.03, proche de l'aspect du charbon. Ils sont probablement constitués de débris carbonés recouverts de polymères organiques glacés.
Voyager 2 découvrit également que les 11 anneaux étaient plongés dans une couronne externe très étendue constituée d’atomes d’hydrogène. Ce milieu exerce une poussée sur les particules composants ces anneaux, provoquant un mouvement en spiral vers l’atmosphère, ainsi que le ferait un satellite ré-entrant. De nombreux planétologues pensent que les anneaux d’Uranus ne sont que temporaires et ont été formés suite à la collision de satellites inconnus il y a quelques millions d’années. On doit également à Voyager 2 la découverte de satellites “gardiens” autour de l'anneau epsilon, phénomène qui fut également découvert dans l’anneau de Saturne. L'anneau Epsilon est escorté par deux satellites, Ophelia et Cordelia mesurant respectivement 20 et 30 km de diamètre qui empêchent l'anneau de se désagréger par un phénomène de résonance gravitationnelle.
Les anneaux intérieurs diffusent peu de lumière, mais ils résident à la limite de la visibilité dans un petit télescope (20 cm d'ouverture). Ils sont visibles lorsque Uranus présente la plus grande ouverture de ses anneaux. Une telle opportunité se reproduira en 2009. Enfin, le 22 décembre 2005, en analysant les images du Télescope Spatial Hubble, les planétologues du SETI Institute et du centre Ames de la NASA ont confirmé l'existence d'un second système de deux grands anneaux R/2003 U1 et U2 situés deux fois plus loin d'Uranus que les anneaux intérieurs. Ils soupçonnaient leur existence depuis 2003 ainsi que le révèle la photographie présentée ci-dessus. Très pâles et constitués de poussières, à de si grandes distances de la planète ils ne peuvent se maintenir que s'ils sont constamment réalimentés et maintenus à leur emplacement, sans quoi ils se dissiperaient en formant une spirale. C'est en analysant en détail les images que les astronomes ont découvert que l'anneau extérieur R/2003 U1 était en fait escorté par un satellite gardien qu'ils ont baptisé Mab. C'est à cette occasion qu'ils découvrirent une deuxième lune, Cupid. Les deux lunes mesurent environ 20 km de diamètre. La photographie des anneaux extérieurs a nécessité 80 minutes de pose au Télescope Spatial Hubble. Ce sont des conditions extrêmes. En 2007, lorsqu'Uranus approchera de son équinoxe, le Soleil sera à la verticale de l'équateur et éclairera beaucoup mieux le système d'anneaux. Les astronomes espèrent découvrir à cette occasion les zones intérieures des anneaux. Ils soupçonnent en effet que ceux découverts à ce jour ne sont que les parties les plus visibles d'un système beaucoup plus vaste qui s'étend jusqu'à Uranus, réminiscent de l'éclatement d'un satellite dans un lointain passé et dont les différentes lunes ne sont que des fragments. Un cortège de vingt-neuf satellites Exploitant sur Uranus la sensibilité des instruments initialement prévus pour Saturne, où la lumière du Soleil était 4 fois plus intense, la mission de la sonde spatiale Voyager 2 fut couronnée de succès. Avant les missions spatiales Uranus ne disposait que de 5 satellites : Miranda, Ariel, Umbriel, Titania et Obéron à mesure que l'on s'éloignait de la planète, dont les distances oscillaient entre 129780 et 582600 km de la "surface" d'Uranus. Voyager 2 a détecté 11 petits satellites entre Miranda et le sommet de l'atmosphère tandis que 13 autres ont été découverts depuis 1997. Parmi ces derniers, Mad et Cupid ont été découverts le 22 décembre 2005 grâce au Télescope Spatial Hubble, en même temps que les deux grands anneaux extérieurs. Cupid gravite probablement sur l'orbite la plus instable des lunes d'Uranus, n'étant qu'à environ 800 km de la lune Belinda. Huit satellites gravitent entre 7 et 21 millions de km de distance
et ont une taille comprise entre 30 et 100 km de diamètre. Parmi les petits
satellite proches d'Uranus, Cordelia et Ophelia sont des satellites
"gardiens" de l'anneau Epsilon (extérieur). La
moitié des satellites orbitant autour d'Uranus gravitent dans son plan équatorial,
les autres présentent des orbites très inclinées entre 56 et 167°. Seuls les
15 premiers découverts avant 1986 décrivent des orbites quasi circulaires
(e< 0.005) et présentent une rotation synchrone. La température à leur
surface est voisine de -190°C. Les cinq principaux satellites affichent une surface accidentée. Miranda (diam.471 km) et Ariel (diam.1156 km) ont visiblement connu une période dominée par l'activité tectonique comme en témoignent les excellentes photographies que réalisa Voyager 2. On aperçoit à la surface de Miranda des réseaux de fractures très importantes (Argier et Verona Rupes), des coulées visqueuses (couronnes de Elsinore, Arden et Inverness), des zones d'éboulis et l'absence de grands cratères d'impacts.
Selon E.D.Miner du JPL, la source de chaleur put être une combinaison de matériaux radioactifs accrétés avec Miranda lors de sa formation et des marées de “chaleur” formées lorsque son orbite était plus elliptique. Umbriel, Titania et Obéron accusent les traces d'un bombardement météoritique intense dans le passé, leur relief n'ayant pas été modifié depuis. Obéron présente la surface la plus glacée, recouverte d'une matière riche en carbone. Leur surface est probablement recouverte de poussière et de brèches comme la Lune. Pour plus d'information Jet Propulsion Laboratory (JPL)
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