Le Livre d'Argent

Juste après le solstice d'hiver, il y a de ça six mois (et je n'en reviens toujours pas d'avoir réussi à vous faire un thread par semaine depuis maintenant presque un an, mais tant qu'on y est, continuons !), nous avions consacré un #Vulgadredi à parler de la façon dont la Terre tourne, et donc des saisons.

Pour ce nouveau #VendrediVulga et maintenant que nous nous trouvons de l'autre côté du Soleil, on peut peut-être aller s'intéresser un peu à ce que donne ce genre de phénomène sur d'autres objets célestes, ça nous occupera bien seize pouets aussi.

2/16 Commençons par un résumé : même si notre planète se rapproche et s'éloigne du Soleil au fil du temps (on passera au plus loin le six juillet prochain, après s'être éloignées de près de cinq millions de kilomètres depuis début janvier), ce n'est pas tant la distance à l'étoile qui va compter que l'inclinaison de l'axe de rotation de notre planète par rapport à son plan de révolution.

Quand on est du côté qui est penché vers l'étoile, la lumière nous frappe avec un angle plus proche de la verticale, ce qui est donc plus efficace pour chauffer les alentours (surtout avec l'aide de notre surplus de CO₂, mais c'est un autre problème). L'effet est amplifié par la différence de durée entre le jour et la nuit, elle aussi due à cette inclinaison.

Pour plus de détails, vous pouvez retourner lire là-bas : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B1eLdfHtgGiD0P7Qvo

3/16 Mais ça va donc dépendre du corps céleste considéré. Les autres planètes du système, comme notre Terre, ont une orbite pas très loin d'être circulaire et la distance au Soleil joue relativement peu ; mais pour une comète, par exemple, ça va au contraire tout changer, leur orbite les faisant entrer et sortir de la zone de surf.

On pourrait donc dire que, sur une comète, il y a deux « saisons » : l'une où tout reste solide, et l'autre où la glace se sublime et donc où les queues se forment. Et pour le coup, ce serait seulement dû à la distance à l'étoile. Mais je ne crois pas qu'il y ait vraiment des gens pour en parler comme ça.

Et si besoin (par exemple si c'est la première fois que vous lisez « zone de surf »), allez jeter un œil ici : https://fadrienn.irlnc.org/notice/AwyBqt6c4qOUfKUKjQ

4/16 Certains autres objets sont entre les deux. Pluton, par exemple, a son aphélie à un peu plus de sept milliards de kilomètres du Soleil, mais son périhélie à quatre milliards et demie, légèrement plus près du Soleil que Neptune ! Ça doit sans doute jouer, mais difficile pour l'instant de savoir à quel point.

En effet, comme on en a reparlé la semaine dernière, on a pu envoyer un robot survoler Pluton, mais il n'a pu y rester très longtemps. Et comme il est beaucoup plus dur d'avoir des détails depuis la Terre, et qu'en plus la planète naine met environ 165 de nos années à faire un tour sur son orbite…

Ah oui, si vous avez manqué le thread de la semaine dernière, c'est là : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B7V0ZS1VUDRw3G3U8G

5/16 Bref, il va falloir regarder des objets plus proches de nous. Vénus, par exemple, notre plus proche voisine, est un cas assez particulier : son axe de rotation n'est incliné que d'environ 3° (en fait, 177°, vu qu'elle tourne « dans l'autre sens », mais ça revient au même, 180° représentant un angle plat), contre environ 23° pour la Terre.

Il n'y a donc pas spécialement de saisons sur Vénus. Par contre, on l'avait vu, elle tourne très lentement sur elle-même. J'en profite pour corriger un détail : sa rotation est plus longue que sa révolution, mais sa journée (qui dure en fait ≃115 jours terrestres) reste moins longue que son année, en raison du décalage entre jour solaire et jour sidéral que j'avais zappé il y a six mois.

6/16 On a longtemps cru que Mercure était dans un autre genre de cas extrême : une planète qui tourne trop près de son étoile subit, à cause des effets de marée, un « verrouillage gravitationnel » qui fait qu'elle tourne sur elle-même à la même vitesse qu'autour de son étoile (on parle de « rotation synchrone ») et lui présente donc toujours la même face.

Ça donne donc un cycle très particulier où une face est chauffée en permanence et l'autre jamais. C'est probablement le cas pour quelques exoplanètes connues (par exemple dans le système de TRAPPIST-1), mais Mercure y échappe donc, faisant trois tour sur elle-même quand elle en fait deux autour du Soleil.

6/16 De l'autre côté, il y a Mars, qui ressemble beaucoup plus à la Terre de ce point de vue, avec une inclinaison de l'axe d'environ 25°, assez proche de la nôtre. Sa journée dure une quarantaine de minutes de plus que la nôtre, quand son année dure vingt-deux mois et demi.

Toutefois, Mars a une orbite notablement plus elliptique que celle de la Terre, ce qui influe sur l'intensité des saisons : celles de l'hémisphère nord sont moins marquées, car la distance au Soleil compense l'inclinaison, mais celles de l'hémisphère sud le sont beaucoup plus, car les deux effets s'additionnent.

7/16 Les saisons marquées de l'hémisphère sud provoquent parfois des tempêtes qui, dans les bonnes conditions (ce phénomène semble quand même relativement rare) peuvent parfois prendre une ampleur planétaire et changer radicalement l'aspect, vu de l'espace, de notre voisine.

Les différences saisonnières de Mars jouent également sur sa pression atmosphérique, car les glaciers au niveau de ses pôles contiennent une importante quantité de glace carbonique, qui se sublime en chauffant. L'atmosphère est ainsi particulièrement enrichie à la fin de l'automne boréal (du nord), le glacier correspondant ayant déjà libéré ses gaz avant que l'autre n'ait eu le temps de se recondenser.

8/16 Jupiter, comme Vénus, n'a que ≃3° d'inclinaison de l'axe, donc pas spécialement de saisons. Saturne et Neptune, elles, ont des saisons assez marquées, avec ≃27° et ≃28° d'inclinaison, donc un peu plus que la Terre. Saisons qui sont d'autant plus longues que la planète met longtemps à faire un tour sur son orbite : Neptune connaît quatre saisons de 40 ans chacune !

Quant à Uranus, c'est un cas très particulier : avec son axe incliné à ≃98°, elle donne l'impression de rouler sur son orbite, et ses pôles sont donc globalement mieux exposés à la lumière solaire que son équateur ! On connaît beaucoup moins bien ce genre de cycles, d'autant que là encore, elle est très loin et on n'a pas encore pu observer le cycle complet (qui dure là-bas 84 ans).

Pour résumer les mouvements, je vous remet un chouette lien qui était déjà dans le thread d'il y a six mois : https://mastodon.social/@wonderofscience/115743009467336815

9/16 Mais il n'y a pas que les planètes à considérer : penchons-nous aussi sur les satellites naturels. Ils ne tournent pas directement autour de notre Soleil, ce qui, bien évidemment, complique un peu les choses. Notre Lune à nous, par exemple, est en rotation synchrone autour de la Terre, lui présentant toujours la même face.

Vue depuis la Lune, on voit donc la Terre à une position fixe dans le ciel (mais on la voit en revanche tourner sur elle-même), et on peut voir le Soleil monter et descendre dans le ciel, comme chez nous, sauf que le cycle complet prend toute une lunaison, donc un peu plus de 29 jours terrestres et demi.

10/16 Il arrive d'ailleurs parfois que le Soleil passe juste derrière la Terre plutôt que plus haut ou plus bas : ça se produit pile au moment où on voit une éclipse de Lune dans notre ciel, et il se passe alors un truc spécial, mais qui ne dure pas bien longtemps, et on en reparlera sans doute dans un thread sur les éclipses fin juillet ou début août.

En tout cas, l'inclinaison de l'axe de notre Lune par rapport à l'écliptique terrestre est d'environ un degré et demi, ce qui fait peu de variations saisonnières… mais en même temps, sans atmosphère ni matière liquide à sa surface, ça n'aurait pas spécialement d'effets remarquables en dehors des températures.

D'une façon générale, en dehors des occasionnels impacts, notre Lune évolue peu (mais quand même un peu), j'en avais parlé dans le thread sur l'âge de la Terre : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B27P3TpYpnveRphhxI

11/16 Parlons donc plutôt d'une lune un peu plus animée : Titan. J'avais mentionné dans un thread récent⁽*⁾ qu'elle avait des saisons de quinze ans, mais développons peut-être un peu, d'autant que c'est un poil plus compliqué. Comme notre Lune à nous, elle est en rotation synchrone et Saturne apparaît fixe dans son ciel.

Elle met quinze jours à faire un tour sur elle-même et autour de Saturne… et Saturne met de son côté environ trente ans à faire un tour autour du Soleil. Le mouvement de la planète géante fait donc que Titan va avoir un côté tourné « vers le Soleil » pendant quinze ans, puis l'autre pendant les quinze années suivantes, donc plutôt des saisons au sens usuel de sept ans et demi, j'avais lu trop vite la dernière fois.

(∗) Comme d'hab, si vous l'avez manqué, il est là : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B59spsqoXPe8KqBn7Y

12/16 Cela influe sur sa météo : comme dit dans l'autre thread, Titan possède un cycle du méthane, avec notamment plusieurs lacs à proximité des pôles. Et si on a bien compris le phénomène, ces lacs vont pas mal s'évaporer en été et d'importantes pluies vont les reremplir en hiver. À confirmer en l'observant à d'autres moments !

Mais Titan présente aussi d'autres variations saisonnières intéressantes. Il semble en effet que des formations nuageuses au niveau des pôles suivent elles aussi un rythme cyclique, restant en place environ 25 de nos années, puis disparaissant pendant les cinq ans qui restent avant de se reformer. Il faudrait creuser, ceci dit, j'ai trouvé peu de détails à ce sujet.

Mais on en saura peut-être plus avec la mission Dragonfly, au sujet duquel la CM du @cnes vient justement de faire un petit thread : https://social.numerique.gouv.fr/@cnes/116793920528113988

13/16 Passons donc enfin au vrai sujet de ce thread. On m'a parlé récemment d'un City Builder nommé « Aven Colony ». Je ne le connais pas (encore) personnellement, mais il s'agit de gérer une base sur un corps céleste situé dans un autre système stellaire, ce qui a l'air plutôt chouette.

Une des difficultés qu'on rencontre est le cycle des saisons assez particulier : printemps, été et automne y durent chacun 37 heures, puis l'hiver, qui semble aussi correspondre à la nuit, y dure 56 heures. Et on m'a donc demandé si, d'après moi, un tel cycle était crédible, raison pour laquelle j'ai commencé par lister un peu quelques exemples du monde réel, pour comparer.

Ah, et pour plus de détails sur le jeu et quelques autres commentaires de ma part, je vous renvoie sur la Couronne de Cuivre : https://www.baldursgateworld.fr/viewtopic.php?p=530865#p530865

14/16 Bien sûr, il n'est pas forcément dit que les « heures » du jeu correspondent aux nôtres. Mais, est-ce que le cycle des saisons peut correspondre au cycle jour/nuit ? Cela voudrait dire que l'année et la journée durent la même durée. Et sur une planète, ça voudrait dire une rotation synchrone autour de son étoile… donc ni nuits, ni saisons.

Mais d'après quelques visuels du jeu que j'ai pu voir, le ciel nous montre une planète géante assez proche, ce qui laisse à deviner qu'Aven Prime, l'astre sur lequel se trouve notre base, serait plutôt une lune en orbite autour ce cette planète, peut-être dans le style de Yavin Ⅳ dans Star Wars, dont je parlais aussi dans le thread sur Titan. Ce qui bien sûr change la donne.

15/16 Si on se place dans la situation de Titan, avec Aven Prime en rotation synchrone autour de sa planète, alors c'est la révolution de la planète autour de son étoile qui marque l'année, et donc les saisons. Il faudrait donc que la rotation d'Aven Prime corresponde aussi à la révolution de sa planète.

Ça reste assez peu probable, et surtout, ça n'explique pas pourquoi l'hiver durerait plus longtemps que les autres saisons, ce qui n'est à ma connaissance jamais le cas ailleurs. Il me semble donc plus crédible dans ce cas qu'on ait affaire à un vocabulaire pas vraiment adapté (comme quand j'ai parlé de « saisons » pour les comètes au début du thread).

16/16 Je pencherais donc, plutôt qu'un vrai cycle saisonnier, pour un cycle jour/nuit particulièrement prononcé, où la baisse de température nocturne suffit à donner des airs hivernaux… alors que la lune est probablement côté été, vu que la nuit dure moins d'un tiers du cycle (c'est un tiers minimum chez nous).

Mais pour le reste de l'analyse, je vous renvoie au lien ci-dessus, ça sort du sujet de ce thread. Ici, je vous donne rendez-vous la semaine prochaine pour parler un peu de martiens. Ou peut-être plutôt d'illusions d'optique ? Vous verrez bien ! D'ici-là, merci pour vos retours et partages comme d'hab :-)