Sulfure d'hydrogène, le gaz qui donne aux œufs pourris leur odeur caractéristique, imprègne la haute atmosphère de la planète Uranus - comme cela a été longtemps débattu, mais jamais définitivement prouvé. Basé sur des observations spectroscopiques sensibles avec le télescope Gemini North, les astronomes ont découvert le gaz nocif tourbillonnant haut dans les sommets des nuages ​​de la planète géante. Ce résultat résout un têtu, mystère de longue date d'un de nos voisins dans l'espace.

Même après des décennies d'observations, et une visite de la sonde Voyager 2, Uranus s'est accroché à un secret critique, la composition de ses nuages. Maintenant, l'un des composants clés des nuages ​​de la planète a enfin été vérifié.

Patrick Irwin de l'Université d'Oxford, Des collaborateurs britanniques et mondiaux ont disséqué par spectroscopie la lumière infrarouge d'Uranus capturée par le télescope Gemini North de 8 mètres sur Maunakea à Hawaï. Ils ont trouvé du sulfure d'hydrogène, le gaz odorant que la plupart des gens évitent, au sommet des nuages ​​d'Uranus. La preuve tant recherchée est publiée dans le numéro du 23 avril de la revue Astronomie de la nature .

Les données Gemini, obtenu avec le Spectromètre de Champ Intégral Proche Infrarouge (NIFS), échantillonné la lumière solaire réfléchie d'une région immédiatement au-dessus de la principale couche nuageuse visible dans l'atmosphère d'Uranus. "Alors que les lignes que nous essayions de détecter étaient à peine là, nous avons pu les détecter sans ambiguïté grâce à la sensibilité de NIFS sur Gemini, combiné avec les conditions exquises sur Maunakea, " dit Irwin. " Même si nous savions que ces lignes seraient à la limite de la détection, J'ai décidé de tenter leur chance dans les données Gemini que nous avions acquises."

"Ce travail est une utilisation étonnamment innovante d'un instrument conçu à l'origine pour étudier les environnements explosifs autour d'énormes trous noirs au centre de galaxies lointaines, " a déclaré Chris Davis de la National Science Foundation des États-Unis, l'un des principaux bailleurs de fonds du télescope Gemini. "Utiliser NIFS pour résoudre un mystère de longue date dans notre propre système solaire est une extension puissante de son utilisation." Davis ajoute.

Les astronomes ont longtemps débattu de la composition des nuages ​​d'Uranus et de la question de savoir si le sulfure d'hydrogène ou l'ammoniac dominent le pont nuageux, mais manquait de preuves définitives de toute façon. "Maintenant, grâce aux données améliorées de la raie d'absorption du sulfure d'hydrogène et aux merveilleux spectres Gemini, nous avons l'empreinte digitale qui a attrapé le coupable, " dit Irwin. Les raies d'absorption spectroscopiques (où le gaz absorbe une partie de la lumière infrarouge de la lumière solaire réfléchie) sont particulièrement faibles et difficiles à détecter selon Irwin.

La détection de sulfure d'hydrogène haut dans le pont nuageux d'Uranus (et vraisemblablement de Neptune) contraste fortement avec les planètes géantes gazeuses internes, Jupiter et Saturne, où aucun sulfure d'hydrogène n'est vu au-dessus des nuages, mais à la place de l'ammoniac est observé. La majeure partie des nuages ​​supérieurs de Jupiter et de Saturne est composée de glace ammoniacale, mais il semble que ce ne soit pas le cas pour Uranus. Ces différences de composition atmosphérique éclairent des questions sur la formation et l'histoire des planètes.

Leigh Fletcher, membre de l'équipe de recherche de l'Université de Leicester au Royaume-Uni, ajoute que les différences entre les ponts nuageux des géantes gazeuses (Jupiter et Saturne), et les géantes de glace (Uranus et Neptune), ont probablement été imprimées il y a longtemps lors de la naissance de ces mondes. "Au cours de la formation de notre système solaire, l'équilibre entre l'azote et le soufre (et donc l'ammoniac et le sulfure d'hydrogène nouvellement détecté par Uranus) a été déterminé par la température et l'emplacement de la formation de la planète."

Un autre facteur dans la formation précoce d'Uranus est la forte preuve que les planètes géantes de notre système solaire ont probablement migré d'où elles se sont initialement formées. Par conséquent, la confirmation de cette information sur la composition est inestimable pour comprendre le lieu de naissance d'Uranus, évolution et raffinement des modèles de migrations planétaires.

Selon Fletcher, lorsqu'un pont nuageux se forme par condensation, il enferme le gaz nuageux dans un réservoir interne profond, caché sous les niveaux que nous pouvons habituellement voir avec nos télescopes. " Seule une infime quantité reste au-dessus des nuages ​​sous forme de vapeur saturée, " a déclaré Fletcher. " Et c'est pourquoi il est si difficile de capturer les signatures de l'ammoniac et du sulfure d'hydrogène au-dessus des ponts nuageux d'Uranus. Les capacités supérieures de Gemini nous ont finalement donné cette chance, " conclut Fletcher.

Glenn Orton, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, et un autre membre de l'équipe de recherche note, "Nous avons fortement suspecté que le gaz de sulfure d'hydrogène influençait le spectre millimétrique et radio d'Uranus pendant un certain temps, mais nous n'avons pas pu attribuer l'absorption nécessaire pour l'identifier positivement. Maintenant, cette partie du puzzle se met également en place."

Alors que les résultats fixent une limite inférieure à la quantité de sulfure d'hydrogène autour d'Uranus, il est intéressant de spéculer quels seraient les effets sur les humains même à ces concentrations. "Si jamais un malheureux humain descendait à travers les nuages ​​d'Uranus, ils seraient confrontés à des conditions très désagréables et odorantes." Mais la puanteur nauséabonde ne serait pas la pire selon Irwin. "Suffocation et exposition dans l'atmosphère négative à 200 degrés Celsius composée principalement d'hydrogène, hélium, et le méthane ferait des ravages bien avant l'odeur, " conclut Irwin.

Les nouvelles découvertes indiquent que bien que l'atmosphère puisse être désagréable pour les humains, ce monde lointain est un terrain fertile pour sonder les débuts de l'histoire de notre système solaire et peut-être comprendre les conditions physiques sur d'autres grands, mondes glacés en orbite autour des étoiles au-delà de notre Soleil.