Observer une planète gazeuse telle Neptune en longueurs d'onde infra-rouge a permis à des astronomes de dresser une carte des températures dans son atmosphère. Mieux : en sélectionnant soigneusement les longueurs d'ondes, ils ont mesuré ces températures dans deux zones d'altitudes différentes : la troposphère (zone des nuages, chauffée d'en bas) et la stratosphère (de plus haute altitude, moins dense et chauffée d'en haut).
Les astronomes ont choisi d'étudier les alentours du pôle sud. Ce choix n'est pas anodin : sur Neptune, au sud, c'est l'été, et comme la planète orbite lentement autour du Soleil, cet été dure depuis 40 de nos années.
Autrement dit, il a fait jour sans interruption depuis 40 ans au dessus du pôle sud de Neptune. Cet effet saisonnier compense largement le fait que le Soleil n'est jamais très haut au dessus de l' horizon polaire, et la température (dans la troposphère) au dessus du pôle dépasse celle des autres régions de 7 à 10 degrés .
Cette observation permet d'expliquer un phénomène qui intriguait jusqu'alors les planétologues : on observe dans la stratosphère de Neptune des traces conséquentes de méthane. Or ce gaz, aux températures habituelles sur Neptune (-200 degrés Celsius) est gelé, sous forme de petites gouttelettes confinées dans les parties basses de l'atmosphère (la troposphère).
Comment le méthane a-t-il pu y monter ? Ces cartes permettent de proposer une réponse : le méthane est monté par le pôle sud. Ces 10 degrés en plus dans la troposphère suffisent à expliquer la présence de méthane évaporé dans la région polaire. Les vents ascendants, qui existent dans la troposphère, peuvent alors pousser ces traces de méthane gazeux jusque dans la stratosphère.
Dans la stratosphère, il n'y a pas de vent vertical permettant au méthane de monter encore ou de redescendre, mais il y existe des vents horizontaux très forts qui seraient capables de le redistribuer assez efficacement du pôle vers d'autres latitudes.
L'été sur Neptune va bientôt finir. D'ici quelques décennies, le pôle sud entamera une longue nuit polaire, et ce sera au tour du pôle nord de servir de moteur au méthane dans son ascension vers la stratosphère.
Les images infrarouge ont été prises avec la caméra VISIR du VLT de l'ESO. Ces cartes de la température montrent un pôle sud plus chaud. En haut à gauche, la carte représente les températures dans la troposphère. Les deux autres images montrent des températures dans la stratosphère, à plus haute altitude. L'image en haut à droite permet de situer l'emplacement du pôle sud.
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