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Neptune se rafraîchit et personne ne sait pourquoi

La planète Neptune. Crédits : NASA / JPL

Deux décennies d’observations ont révélé un refroidissement inattendu de Neptune au cours de son été. Les astronomes ignorent encore précisément ce qui en est la cause, mais ils soupçonnent que le cycle solaire pourrait jouer un rôle. Le James Webb Telescope pourrait bientôt faire la lumière sur ce mystère.

Trente fois plus éloignée du Soleil que notre planète, Neptune complète un tour de notre étoile en 165 années terrestres. Les saisons de la géante durent également beaucoup plus longtemps : plus de quarante années terrestres chacune. Au cours de ces deux dernières décennies, Neptune est d’ailleurs entrée dans son été austral. Durant cette période, les chercheurs s’attendaient à ce que les températures de son atmosphère remontent légèrement. À leur grande surprise, il s’est finalement produit l’inverse. Les températures moyennes avaient en effet chuté de 8°C.

Dans le cadre de ces travaux dirigés par Michael Roman, de l’Université de Leicester, les astronomes ont analysé les observations dans la partie infrarouge conductrice de chaleur du spectre lumineux recueillies de 2003 à 2018 grâce à plusieurs grands télescopes terrestres et spatiaux.

D’après eux, le refroidissement observé n’était pas uniforme. Certaines parties de la planète se sont même réchauffées comme prévu. Les mesures de la stratosphère neptunienne, la deuxième couche la plus basse de l’atmosphère, ont en effet révélé une hausse des températures de +11°C sur une période de deux ans, entre 2018 et 2020, au-dessus du pôle sud de la planète. Un tel réchauffement polaire n’avait jamais été observé sur Neptune auparavant.

Neptune
Une image de Neptune prise par le Very Large Telescope (à droite) et par Hubble (à gauche). Crédits : ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA, ESA et MH Wong et J. Tollefson (UC Berkeley)

Un mystère à éclaircir

Ces observations sont donc très surprenantes. Néanmoins, il convient de rappeler que les observations de Neptune ne sont possibles que depuis quelques décennies et les astronomes en savent en réalité très peu sur la saisonnalité de la planète. « Nos données disponibles couvrent moins de la moitié d’une saison Neptune« , rappelle en effet Glenn Orton, du JPL de la NASA.

Les scientifiques ignorent encore ce qui entraîne ces fluctuations. Ces dernières pourraient être liées aux changements saisonniers de la chimie atmosphérique de Neptune, qui peuvent modifier l’efficacité du refroidissement de l’atmosphère. Le cycle de onze ans de l’activité solaire pourrait aussi jouer un rôle. Des études antérieures avaient déjà suggéré qu’il pourrait y avoir un lien entre la quantité de taches solaires et la luminosité de Neptune.

Les chercheurs espèrent que les futures observations éclaireront davantage ces mystères. Sur ce point, le James Webb Telescope sera un appui de taille. L’extrême sensibilité de son instrument à infrarouge moyen, MIRI, pourrait en effet fournir de nouvelles cartes sans précédent de la chimie et des températures enregistrées dans l’atmosphère de Neptune, aidant à mieux identifier la nature de ces changements récents.

Les opérations scientifiques de l’observatoire doivent débuter dès cet été.