Les principaux satellites d'Uranus – Miranda, Ariel, Umbriel, Titania et Obéron – présentent des signatures thermiques similaires aux planètes naines de la ceinture de Kuiper.

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Les cinq plus grands satellites d'Uranus, à savoir MirandaMiranda, ArielAriel, UmbrielUmbriel, TitaniaTitania et ObéronObéron, ressemblent aux planètes nainesplanètes naines du Système solaireSystème solaire externe, telles que PlutonPluton, ÉrisÉris et HauméaHauméa. Ces corps n'ont pas nécessairement tous la même apparence mais, selon une équipe d'astronomesastronomes germano-hongroise, ils ont des signatures thermiques similaires : comme les planètes naines, ces compagnons de la géante de glace retiennent très bien la chaleurchaleur solaire et leurs faces nocturnesnocturnes se refroidissent relativement lentement, ce qui est typique des surfaces rugueuses et glacées de grands objets compacts.

Montage des grands satellites d'Uranus et d'un satellite plus petit : de gauche à droite Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania et Obéron. Les photos originales ont été prises par la sonde Voyager 2 de la Nasa. Les proportions sont respectées. © Image réalisée par Vzb83 sur la base d'images de la Nasa
Montage des grands satellites d'Uranus et d'un satellite plus petit : de gauche à droite Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania et Obéron. Les photos originales ont été prises par la sonde Voyager 2 de la Nasa. Les proportions sont respectées. © Image réalisée par Vzb83 sur la base d'images de la Nasa

Les précieuses données d'étalonnage de Herschel

Voyager 2 a observé ces satellites en janvier 1986, mais la sonde de la NasaNasa n'était pas équipée pour observer les longueurs d'ondelongueurs d'onde infrarouges lointaines nécessaires pour étudier leur comportement thermique. Pour obtenir ces données, Örs Detre, de l'Institut Max-Planck d'astronomie (Allemagne), et ses collègues ont analysé des données d'étalonnage d'archives recueillies par Herschel, le télescope spatialtélescope spatial infrarouge de l'Agence spatiale européenne qui a fonctionné de 2009 à 2013. Leurs résultats ont été publiés, le 14 septembre, dans Astronomy & Astrophysics.

En soustrayant soigneusement le signal de la planète, ils ont pu faire ressortir les signaux de ses satellites, qui sont des milliers de fois plus faibles à ces longueurs d'onde. Une comparaison des mesures de Herschel avec un modèle détaillé développé par Thomas Müller, de l'Institut Max-Planck de physiquephysique extraterrestre (Allemagne), a révélé l'inertieinertie thermique du matériaumatériau de surface.

Vue d'artiste des satellites Planck (à gauche) et Herschel. © ESA, Thales Alenia Space
Vue d'artiste des satellites Planck (à gauche) et Herschel. © ESA, Thales Alenia Space

Un résultat sans surprise ?

Meg Schwamb, de la Queen's University Belfast (Irlande du Nord), qui n'a pas participé à l'étude, trouve que c'est « un résultat soigné avec une technique cool », mais elle n'est pas très surprise du résultat : en effet, selon la compréhension actuelle, des objets comme Pluton, Éris et Hauméa se sont formés dans la même région du Système solaire qu'UranusUranus, ce qui « signifierait des conditions similaires en matièrematière de température, de composition du gazgaz, etc. », et donc que les principaux satellites d'Uranus se seraient formés avec des propriétés de surface et des compositions similaires à celles des planètes naines. En revanche, les nombreux petits satellites extérieurs d'Uranus ressemblent davantage à des objets plus petits de la ceinture de Kuiperceinture de Kuiper : des agrégats relativement lâches de roches et de glace.

Heidi Hammel, experte sur Uranus et NeptuneNeptune à l'Association des universités pour la recherche en astronomie (États-Unis), loue aussi l'« excellent travail [de l'équipe] avec un jeu de données difficile ». Néanmoins, selon elle, la grande inclinaison de l'axe de rotation d'Uranus (98 degrés) pose « une complication significative pour le système lunaire uranien. Si elle était due à un événement catastrophique (une des principales théories), alors cet événement aurait également perturbé le système primordial de luneslunes, avec des conséquences qui pourraient peut-être être évidentes dans les propriétés de leurs surfaces. ». Une nouvelle mission spatiale vers Uranus pourrait grandement aider à résoudre certains de ces mystères.