Satellites naturels d'Uranus - Définition

Introduction

Les six lunes les plus connues d'Uranus (à l'échelle) ; de gauche à droite : Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania et Obéron.

Uranus, la septième planète du système solaire, possède 27 satellites naturels connus. Ces satellites tirent leurs noms des personnages des œuvres de William Shakespeare et Alexander Pope. William Herschel découvrit les deux premières lunes, Titania et Obéron en 1787 tandis que les autres lunes en équilibre hydrostatique furent découvertes par William Lassell en 1851 (Ariel et Umbriel) et Gerard Kuiper en 1948 (Miranda). Les autres lunes furent découvertes après 1985, pour certaines durant le survol de Voyager 2 et pour les autres par des télescopes au sol.

Les satellites d'Uranus sont divisés en trois groupes : treize satellites intérieurs, cinq satellites majeurs et neuf satellites irréguliers. Les satellites intérieurs sont de petits corps sombres qui ont des caractéristiques et une origine communes avec les anneaux de la planète. Les cinq satellites majeurs ont une masse suffisante pour être en équilibre hydrostatique et quatre présentent à la surface des signes d'activité interne tels que la formation de canyons ou du volcanisme. Le plus grand satellite d'Uranus, Titania, est le huitième plus grand du système solaire avec un diamètre de 1 578 km, mais est vingt fois moins massif que la Lune. Les satellites irréguliers d'Uranus ont des orbites elliptiques et fortement inclinées (en majorité rétrogrades) et orbitent à de grandes distances de la planète.

Découverte

William Herschel découvrit les deux premiers satellites (Titania et Obéron) le 11 janvier 1787, six ans après avoir découvert Uranus. Dans les années suivantes, Herschel crut découvrir quatre satellites supplémentaires (voir paragraphe suivant) et peut-être un anneau. Durant une cinquantaine d'années, Herschel fut le seul à avoir observé les satellites d'Uranus. Durant les années 1840, de meilleurs instruments et la position favorable d'Uranus dans le ciel permirent des observations suggérant la présence de lunes supplémentaires. Ariel et Umbriel furent découvertes par William Lassell en 1851. La numérotation des lunes d'Uranus en chiffres romains resta incertaine durant très longtemps et les publications hésitèrent entre la numérotation de Herschel (dans laquelle Titania et Obéron sont II et IV) et celle de Lassell (où ils sont parfois I et II). Avec la confirmation de l'existence d'Ariel et d'Umbriel, Lassell attribua les numéros I à IV par ordre croissant de distance à Uranus. Cette convention fut finalement adoptée. En 1852, le fils de Herschel, John Herschel attribua des noms aux quatre lunes d'Uranus alors connues.

Aucun autre satellite ne fut découvert durant le siècle suivant. En 1948, Gerard Kuiper découvrit Miranda, le plus petit et le dernier des cinq grands satellites sphériques d'Uranus, à l'observatoire McDonald. Des décennies plus tard, le survol d'Uranus par la sonde Voyager 2 en janvier 1986 permit d'identifier dix lunes intérieures. Puck fut découvert dès la fin de l'année 1985, puis dans le courant de janvier 1986, Juliette, Portia, Cressida, Desdémone, Rosalinde, Belinda, Cordélia, Ophélie et Bianca. Un autre satellite, Perdita, fut découvert en 1999 en étudiant de vieux clichés Voyager 2 (découverte publiée en 2001). Caliban et Sycorax furent découverts par des télescopes terrestres en 1997. Setebos, Stephano et Prospero le furent en 1999, Trinculo, Francisco et Ferdinand en 2001, Margaret, Mab et Cupid en 2003.

Uranus fut la dernière planète géante sans satellite naturel irrégulier connu. Depuis 1997, neuf satellites irréguliers extérieurs ont été identifiés à l'aide de télescopes au sol. Deux lunes intérieures supplémentaires, Cupid et Mab, ont été découvertes grâce au télescope spatial Hubble en 2003. Le satellite Margaret est le dernier découvert à ce jour (2008) ; sa découverte fut publiée en octobre 2003

Fausse découverte de quatre satellites supplémentaires par Herschel

Après que Herschel eut découvert Titania et Obéron le 11 janvier 1787, il crut avoir identifié quatre satellites supplémentaires, deux en 1790 (18 janvier et 9 février) et deux en 1794 (28 février et 26 mars). Durant plusieurs décennies, les astronomes crurent qu'Uranus avait six satellites, bien que les quatre derniers n'aient jamais été observés par d'autres astronomes. En 1851, William Lassell découvrit Ariel et Umbriel ce qui invalidait les observations de Herschel. En effet, Herschel aurait dû découvrir Ariel et Umbriel s'il avait effectivement découvert quatre satellites supplémentaires, mais les paramètres orbitaux d'Ariel et d'Umbriel ne correspondent pas à ceux de ces quatre satellites. Selon Herschel, les quatre satellites avaient des périodes sidérales de 5,89 jours (entre Uranus et Titania), 10,96 jours (entre Titania et Obéron), 38,08 et 107,69 jours (au-delà d'Obéron). Les astronomes conclurent que les quatre satellites supplémentaires découverts par Herschel n'existaient pas, Herschel ayant peut-être pris pour des satellites de petites étoiles se trouvant dans le voisinage d'Uranus. La découverte d'Ariel et d'Umbriel fut donc attribuée à Lassell.