L’axe de rotation de la planète Uranus est fortement incliné par rapport au plan de son orbite — de 97,77°, en fait (voir photo). Cela fait en sorte que la durée et l’amplitude de chaque saison sont extrêmes sur cette planète.

Bien qu’on lise parfois des affirmations à l’effet que le pôle nord d’Uranus pointe vers le Soleil pendant 42 ans ou même que chaque saison y dure 42 ans, cela n’est pas exact.

L’animation ci-contre illustre la vraie situation. Utilisez les boutons sous le cercle noir pour la contrôler.

On voit que les saisons changent tous les 19 à 23 ans environ : le printemps boréal, commencé en 2007, se termine en 2030 ; l’été qui lui succède s’étend de 2030 à 2050 ; et ainsi de suite. Quant aux pôles, ils ne pointent précisément dans la direction générale Soleil qu’aux solstices… mais encore, à 7,77° au nord ou au sud du Soleil, et non directement vers celui‑ci ! Si l’intervalle entre chaque début de saison n’est pas le même d’une saison à l’autre, c’est parce que la planète a une orbite elliptique ; lorsqu’elle est plus proche du Soleil (autour du périhélie), elle se déplace plus vite.

Comment détermine-t-on les saisons sur d’autres planètes ?

La procédure est expliquée dans le livre More Mathematical Astronomy Morsels, de Jean Meeus, p. 299–300. On doit d’abord connaître \(\alpha_0\) et \(\delta_0\), les coordonnées équatoriales du pôle nord de la planète (en degrés), et \(x\), \(y\), et \(z\), les coordonnées rectangulaires héliocentriques de la planète à un instant donné, le tout mesuré selon l’équateur et l’écliptique de 2000.0. On calcule ensuite la distance de la planète au Soleil par \(r^2 = x^2 + y^2 + z^2\), et les trois paramètres suivants : \(F = \cos\ \alpha_0\ \cos\ \delta_0\), \(G = \sin\ \alpha_0\ \cos\ \delta_0\), et \(H = \sin\ \delta_0\).

Enfin, la déclinaison planétocentrique \(d\) du Soleil est donnée par \(\sin\ d\ = -\frac{Fx\ +\ Gy\ +\ Hz}{r}\). L’équinoxe de printemps est le moment où cette déclinaison passe du négatif au positif ; le solstice d’été est atteint quand \(d\) atteint sa valeur maximale ; l’équinoxe d’automne alors que \(d\) passe du positif au négatif ; enfin, le solstice d’hiver est quand la déclinaison planétocentrique du Soleil atteint sa valeur minimale.

Meeus donne ensuite des dates calculées par le Bureau des Longitudes à partir de la théorie planétaire VSOP87 et des coordonnées de la direction du pôle nord de rotation d’Uranus publiées en 1992 par le US Naval Observatory. Toutefois, ces coordonnées ont été légèrement raffinées depuis (voir le Report of the IAU Working Group on Cartographic Coordinates and Rotational Elements: 2015), et la théorie VSOP87 a été rendue désuète par la VSOP2013 et les Development Ephemeris du Jet Propulsion Laboratory (maintenant à la version DE438). Les dates précises indiquées par Meeus ont donc été révisées.

Saisons d’Uranus *
Direction du pôle nord de rotation (définition de l’UAI) : \(\alpha_0\ =\ 257,311°\), \(\delta_0\ =\ -15,175°\)
Équinoxe de printemps	Solstice d’été	Équinoxe d’automne	Solstice d’hiver
6 décembre 2007	9 avril 2030	31 janvier 2050	29 septembre 2069
* Calculées par EcliptiQc à partir de données du JPL. Ces dates peuvent différer selon les sources, la théorie planétaire utilisée, et la façon de calculer.

À noter que les dates des saisons peuvent différer d’une source à l’autre ; cependant, EcliptiQc tient compte de l’excentricité de l’orbite d’Uranus, ce qui ne semble pas être le cas pour la majorité des autres sources (incluant, étonnamment, la NASA). De plus, notre connaissance de la direction du pôle nord d’Uranus s’est raffinée depuis que certaines dates ont été déterminées.

Note : En 1970, l’Union astronomique internationale a décidé que : « Le pôle de rotation d’une planète ou d’un satellite qui se trouve du côté nord du plan invariable [est le pôle] nord, et les latitudes nordiques seront désignées comme positives » [traduction libre]. Cela fait donc en sorte que, vue de son pôle nord, Uranus tourne sur elle-même dans le sens horaire, contrairement aux autres planètes (sauf Vénus), qui tournent sur elles-même dans le sens antihoraire. Selon cette définition, c’est donc le printemps boréal qui a commencé en 2007 ; si on utilise l’ancienne convention, selon laquelle le pôle nord est le côté vu duquel la planète tourne dans le sens antihoraire, alors c’est l’automne boréal (printemps austral) qui a commencé en 2007.

© 2024 EcliptiQc · Publié le 3 décembre 2020 par Pierre Paquette