Neptune
La planète la plus lointaine du système solaire officiel, découverte non pas en l'observant, mais en la calculant.
Caractéristiques physiques
Neptune doit son bleu profond et saturé au méthane de son atmosphère, qui absorbe la lumière rouge — un bleu plus intense que celui d'Uranus, alors que les deux planètes ont une composition très proche, pour des raisons encore mal comprises. C'est une géante de glace, terme qui désigne un manteau riche en eau, ammoniac et méthane sous forme de fluides denses, très différent de l'hydrogène et de l'hélium qui dominent Jupiter et Saturne.
Neptune détient le record des vents les plus violents jamais mesurés sur une planète du système solaire : jusqu'à 2 100 km/h, soit une vitesse supersonique, alors même que la planète ne reçoit qu'environ 1/900e de l'énergie solaire reçue par la Terre — un paradoxe qui suggère une source de chaleur interne encore mal expliquée.
Lunes
Triton, sa plus grande lune, est un cas à part : c'est le seul grand satellite du système solaire à orbiter en sens rétrograde, à l'inverse de la rotation de sa planète — un indice fort qu'il s'agit d'un objet capturé depuis la ceinture de Kuiper plutôt que formé sur place. Triton possède des geysers actifs d'azote gelé et une fine atmosphère, malgré une température de surface parmi les plus froides du système solaire (environ -235°C).
Les 15 autres lunes connues de Neptune sont beaucoup plus petites et pour la plupart découvertes seulement lors du survol de Voyager 2 ou grâce à des télescopes modernes.
Triton, une lune capturée
Cette mosaïque, assemblée à partir des meilleures images prises par Voyager 2 lors de son unique survol en 1989, montre la surface étonnamment jeune de Triton : peu de cratères d'impact, mais un terrain dit « en peau de melon », strié de crêtes et de dépressions dont l'origine reste discutée, ainsi que des traînées sombres qui seraient les traces laissées par ses geysers d'azote actifs balayés par des vents de haute atmosphère.
Sa rotation rétrograde ne s'explique pas par une formation en place autour de Neptune, mais par une capture gravitationnelle : Triton serait un ancien objet de la ceinture de Kuiper, semblable à Pluton par sa taille et sa composition, piégé par la gravité de Neptune il y a des milliards d'années. Ce mécanisme de capture aurait généré assez de chaleur par friction de marée pour faire fondre temporairement l'intérieur de la lune, expliquant sa surface géologiquement jeune malgré son origine ancienne. À très long terme, les forces de marée continuent de rapprocher lentement Triton de Neptune, une trajectoire qui la conduira, dans plusieurs milliards d'années, soit à se disloquer en un nouvel anneau, soit à s'écraser sur la planète.
Découverte et exploration
Neptune est la seule planète du système solaire découverte par la prédiction mathématique plutôt que par l'observation directe : au XIXe siècle, des astronomes ont remarqué que l'orbite d'Uranus présentait de légères irrégularités inexplicables. Le calcul de ces perturbations, mené indépendamment par Urbain Le Verrier et John Couch Adams, a permis de prédire la position d'une planète encore inconnue — Neptune fut effectivement observée en 1846, à moins d'un degré de la position calculée.
Comme Uranus, Neptune n'a été visitée qu'une seule fois, par Voyager 2 en août 1989, lors du dernier grand survol planétaire de la mission avant qu'elle ne quitte le plan du système solaire.
Structure interne
Comme Uranus, Neptune est composée d'un épais manteau de fluides denses — eau, ammoniac et méthane portés à haute pression et haute température — entourant un noyau probablement rocheux de la taille approximative de la Terre. Ce manteau, en partie électriquement conducteur, génère un champ magnétique lui aussi fortement désaxé et décentré par rapport au cœur de la planète, à l'image de celui d'Uranus — un point commun qui distingue nettement les deux géantes de glace des géantes gazeuses Jupiter et Saturne.
Contrairement à Uranus, Neptune rayonne environ 2,6 fois plus d'énergie qu'elle n'en reçoit du Soleil, une source de chaleur interne dont l'origine exacte reste débattue — peut-être une contraction gravitationnelle résiduelle, ou une désintégration radioactive persistante dans son noyau.
Un système d'anneaux méconnu
Neptune possède elle aussi un système d'anneaux, fins et sombres, découverts lors du survol de Voyager 2 en 1989. Ils portent les noms d'astronomes ayant contribué à sa découverte : Le Verrier, Adams, Lassell et Galle. L'un d'eux, l'anneau Adams, présente d'étranges concentrations de matière appelées « arcs », dont la stabilité s'explique par l'influence gravitationnelle d'une petite lune voisine, Galatée.
Trop fins et trop sombres pour être observés depuis la Terre avant l'ère spatiale, ces anneaux illustrent à quel point Neptune reste, encore aujourd'hui, la planète la moins bien connue du système solaire officiel.
Un premier tour de Soleil depuis sa découverte
Avec une période orbitale de près de 165 années terrestres, Neptune n'a bouclé sa toute première orbite complète depuis sa découverte qu'en 2011 — un « anniversaire » cosmique suivi de près par les astronomes du monde entier, puisqu'aucun humain vivant lors de sa découverte n'a pu y assister.
Une mission dédiée, baptisée Trident, avait été proposée à la NASA pour visiter Neptune et Triton dans les années 2030 ; bien que non retenue lors de la sélection de 2021, elle illustre l'intérêt scientifique croissant pour un retour vers les géantes de glace, restées largement inexplorées depuis Voyager 2.