Triton
Mosaïque de vues de Triton par Voyager 2 le25 août 19891.
Caractéristiques orbitales (Époque J2000.0)
Type	Satellite naturel deNeptune
Demi-grand axe	354 759 km
Excentricité	0,000016
Période de révolution	-5,877 d
Inclinaison	156,865 °
Caractéristiques physiques
Diamètre	2 706,8 ± 1,8 km
Masse	2,140×1022 kg
Masse volumiquemoyenne	2,1 x103 kg/m³
Gravité à la surface	0,78 m/s2
Période de rotation	5,877 d synchrone
Albédo moyen	0,76
Température de surface	~ 36-38 K
Caractéristiques de l'atmosphère
Pression atmosphérique	1,4 Pa (1989) 4,0 à 6,5 Pa (20102)
Découverte
Découvert par	William Lassell
Découverte	10 octobre 1846

Triton est le plus gros des 13 satellites naturels de la planète Neptune, et le 7^e par distance croissante à cette dernière. Il a été découvert le 10 octobre 1846 par l'astronome britannique William Lassell, 17 jours après la découverte de Neptune. Il a un diamètre d'un peu plus de 2 700 km, ce qui en fait le 7^e satellite naturel du système solaire par taille décroissante — et un astre plus gros que Pluton. C'est le seul gros satellite connu du système solaire orbitant dans le sens rétrograde, c'est-à-dire inverse au sens de rotation de sa planète ; tous les autres satellites dans ce cas sont de petits corps irréguliers de quelques centaines de kilomètres dans leur plus grande longueur. Cette caractéristique orbitale exclut que Triton ait pu se former initialement autour de Neptune, et sa composition similaire à celle de Pluton suggère qu'il s'agisse en réalité d'un objet issu de la ceinture de Kuiper capturé par Neptune³.

Triton orbite autour de Neptune en 5 jours et 21 heures sur une trajectoire quasiment circulaire ayant un demi grand-axe de354 759 km⁴, une inclinaison de 156,865° (-23,135°) sur le plan de Laplace⁴ du système, et jusqu'à 129,6° (-50,4°) sur le plan orbital de sa planète⁵. Ceci lui confère des saisons très marquées tout au long de l'année neptunienne, longue de164,79 années terrestres ; l'hémisphère sud a ainsi passé son solstice d'été en 2000⁶ avec une inclinaison proche du maximum possible par rapport au Soleil, ce qui est à l'origine d'un réchauffement général de l'hémisphère sud depuis le passage de Voyager 2le 25 août 1989.

Triton est un corps de masse volumique moyenne un peu supérieure à 2 g/cm³, constitué vraisemblablement d'un important noyaumétallique et rocheux entouré d'un manteau de glace d'eau et d'une croûte d'azote gelé à environ 38 K (-235 °C) en surface⁷. Uneatmosphère ténue apparentée à celle des comètes enveloppe le satellite à une pression d'environ 4 à 6,5 Pa⁸ selon des mesures récentes réalisées depuis la Terre, composée presque uniquement d'azote N₂, avec des traces de monoxyde de carbone CO et deméthane CH₄ ; du néon et de l'argon y sont certainement présents sans avoir pu y être quantifiés, n'excédant donc sans doute pas quelques pourcents du total. De l'hydrogène moléculaire H₂ et atomique H^• sont également présents dans la haute atmosphère en quantités significatives, résultant de la photolyse du méthane par les ultraviolets du rayonnement solaire.

Cette atmosphère est probablement issue de geysers dont les traces ont été observées sur la calotte polaire australe de Triton, l'un des rares satellites naturels connus pour avoir une activité géologique significative et assez récente, notamment sous la forme decryovolcanisme. Ceci expliquerait l'âge très récent des terrains observés par la sonde Voyager 2 en été 1989, qui couvrent environ 40 % de la surface du satellite, où très peu de cratères d'impact ont été relevés, donnant à l'ensemble un âge n'excédant pas la centaine de millions d'années — soit une valeur très brève à l'échelle des temps géologiques.

Cet astre a été nommé d'après Triton, dieu marin fils de Poséidon dans la mythologie grecque, Poséidon étant lui-même assimilé au dieu Neptune de la mythologie romaine.

Découverte et dénomination de la nouvelle lune

William Lassell, le découvreur de Triton

Triton a été découvert par l'astronome britannique William Lassell le 10 octobre 1846⁹, 17 jours à peine après la découverte de Neptune par les astronomes allemands Johann Gottfried Galle et Heinrich Louis d'Arrest, à partir des coordonnées calculées par l'astronome et mathématicien français Urbain Le Verrier. Brasseur de son état, Lassell commença par fabriquer des miroirs pour son télescope amateur en 1820. Quand John Herschel apprit la découverte récente de Neptune, il écrivit à Lassell, lui suggérant de rechercher de possibles satellites autour de la planète. Lassell s'exécuta et découvrit Triton après huit jours de recherches^9,10,11,12. Lassell annonça aussi avoir découvert des anneaux ; néanmoins, bien que Neptune ait effectivement des anneaux, dont la première détection avérée — alors passée inaperçue — remonte à une occultation stellaire en 1968, ils sont si ténus et si sombres que cette affirmation initiale paraît peu vraisemblable compte tenu de la technologie de l'époque, et est très probablement due à un artefact dans son télescope¹³.

Triton a été nommé ainsi en référence au dieu marin Triton (Τρίτων), fils de Poséidon dans la mythologie grecque, car Poséidon est assimilé au Neptune de la mythologie romaine. Ce nom a été proposé pour la première fois par Camille Flammarion en 1880 dans son ouvrage Astronomie Populaire¹⁴, bien qu'il n'ait été officiellement adopté que plusieurs dizaines d'années plus tard¹⁵, car on préférait l'appeler plus simplement « le satellite de Neptune ». La découverte, en 1949, d'un second satellite de Neptune, Néréide, nécessita toutefois de lever l'ambiguïté qui en résultait en baptisant explicitement chacun des deux astres. Lassell n'avait pas donné de nom à sa propre découverte, mais suggéra quelques années plus tard le nom à donner au huitième satellite de Saturne, Hypérion, qu'il avait découvert après Triton. Les troisième et quatrième satellites d'Uranus (Ariel et Umbriel), que Lassell découvrit en 1851, furent baptisés, quant à eux, par John Herschel¹⁶.

Caractéristiques orbitales

Croissants de Neptune et Triton.

Gros plan sur le croissant de Triton, le28 août 1989.

Triton est un cas unique parmi les satellites majeurs du système solaire en raison de sa révolution rétrograde autour de Neptune, c'est-à-dire que ce satellite orbite dans le sens inverse de la rotation de sa planète. De nombreux satellites irréguliers de Jupiter, Saturne et Uranus sont dans ce cas, mais ont des orbites toujours bien plus distantes, et sont bien plus petits que Triton : Phœbé, le plus gros d'entre eux, a seulement 230 km de long et orbite entre 11 et 15 millions de kilomètres de Saturne en plus de 18 mois.

Triton circule au contraire en 5 jours et 21 heures sur une orbite quasiment circulaire ayant un demi-grand axe de 354 759 km. Il est enrotation synchrone autour de Neptune, à laquelle il présente toujours la même face. Son axe de rotation est donc perpendiculaire à son plan de révolution, lui-même incliné 156,865° (-23,135°) sur le plan de Laplace⁴ du système et jusqu'à 129,6° (-50 4°) par rapport au plan orbital de Neptune autour du Soleil⁵ — cette dernière valeur est le maximum d'une inclinaison qui varie tout au long de la révolution de Neptune autour du Soleil. Il en découle que, sur Triton, les cercles polaires sont situés à une latitude de ±39,6° tandis que les tropiques — excursions extrêmes du point subsolaire — le sont à une latitude de ±50,4° : les saisons sont donc vraisemblablement très marquées, avec des changements climatiques radicaux entre l'hémisphère éclairé et l'hémisphère plongé dans la nuit, d'autant que chaque saison sur Triton dure en moyenne 41 ans.

L'hémisphère sud est actuellement en plein été, le solstice ayant été franchi en 2000⁶ ; l'année neptunienne durant 164,79 années terrestres, la décennie 2010-2020 sur Triton correspondrait ainsi, sur Terre, aux trois dernières semaines de juillet dans l'hémisphère nord, tandis queVoyager 2, qui a croisé Neptune et Triton en été 1989, a observé l'hémisphère sud de Triton au printemps, à une époque équivalente, sur Terre, aux derniers jours du mois de mai dans l'hémisphère nord. Ainsi, l'hémisphère nord de Triton, inobservé par Voyager 2 — et actuellement essentiellement dans l'obscurité et invisible depuis la Terre — nous est largement inconnu.

L'orbite de Triton autour de Neptune est aujourd'hui presque parfaitement circulaire, avec une excentricité orbitale proche de zéro. Les mécanismes de circularisation par amortissement viscoélastique des forces de marée ne semblent pas suffisants pour parvenir à un tel résultat depuis la formation du système Neptune-Triton, et l'action d'un disque de gaz et de débris en rotation prograde (donc inverse de celle de Triton) aurait largement amplifié cet effet.

Du fait de sa période de révolution inférieure à la période de rotation de Neptune (car -5,877 jours < 0,6713 jours, une révolution rétrograde ayant une valeur relative négative, même si c'est bien entendu le contraire en valeur absolue), Triton est progressivement ralenti par Neptune sous l'effet du couple exercé par les forces de marée sur le satellite, de sorte que son orbite se rétrécit en spiralant et finira vraisemblablement par atteindre la limite de Roche dans au plus 3,6 milliards d'années¹⁷. Lorsque ceci surviendra, Triton devrait se disloquer sous l'effet des forces de marée et produire un nouveau système d'anneaux semblable à ceux de Saturne.

Capture par Neptune

La ceinture de Kuiper, dont Triton serait peut-être issu.

Les satellites orbitant dans le sens rétrograde ne peuvent s'être formés autour de leur planète — seuls les satellites progrades le peuvent — et ont nécessairement été capturés gravitationnellement par cette dernière. Sa composition remarquablement proche de celle dePluton fait suspecter Triton d'être issu de la ceinture de Kuiper, qui regroupe un ensemble de petits corps et de planètes nainesconstitués principalement de composés volatils gelés — tels que l'eau, le méthane et l'ammoniac — et orbitant autour du Soleil à une distance comprise entre celle de Neptune (environ 30 UA) et 55 UA. De cette ceinture proviendraient la plupart des comètes périodiquesde période inférieure à 200 ans, ainsi que les centaures — tels que Chiron — et les objets épars. S'y trouvent également une classe d'objets massifs, les plutoïdes, qui regroupent actuellement quatre planètes naines, dont Pluton ; Triton aurait pu être l'un de ces plutoïdes, avant d'être capturé par Neptune.

Cette capture expliquerait plusieurs particularités du système de Neptune, notamment la très grande excentricité orbitale de Néréide et la relative rareté en petits satellites pour une planète de cette taille — 12 satellites pour Neptune contre au moins 27 pour Uranus. Triton aurait eu une orbite très excentrique lors de sa capture par Neptune, perturbant fortement tous les petits satellites naturels et acquis autour de Neptune au point d'en éjecter la plupart hors du système et de susciter des collisions entre ceux qui n'auraient pas été expulsés, collisions dont les actuels petits satellites intérieurs seraient le résultat après accrétion subséquente une fois l'orbite de Triton circularisée. Autre conséquence de cet épisode, les déformations dues aux forces de marée exercées par Neptune sur son nouveau satellite lors de la circularisation de son orbite ont dû fortement réchauffer l'intérieur de Triton au point de le maintenir liquide pendant peut-être un milliard d'années¹⁸, ce qui aurait favorisé sa différentiation interne et probablement contribué à renouveler entièrement sa surface.

Le mécanisme de capture lui-même aurait pu être de deux ordres. Afin d'être capturé par une planète, un objet doit perdre suffisamment d'énergie pour n'avoir plus qu'une vitesse relative inférieure à la vitesse de libération. L'une des premières théories plausibles élaborées pour expliquer ce phénomènes est celle d'une collision du proto-Triton avec un proto-satellite de Neptune. Une explication plus récente part du constat que nombre de corps massifs de la ceinture de Kuiper sont en fait des objets multiples, avec de nombreux couples d'objets massifs, tels que le couple Pluton-Charon dont les diamètres respectifs sont d'environ 2 300 km et 1 200 km — Pluton est un peu plus petit que Triton. Un tel couple pourrait plus facilement permettre la capture de l'un de ses membres par Neptune en transférant l'énergie excédentaire du système dans l'autre membre, qui serait expulsé avec une énergie accrue en laissant le corps principal orbiter au sein du système satellitaire de Neptune³. Cette capture se serait produite simplement du fait de l'interaction gravitationnelle avec Neptune, sans collision majeure avec un proto-satellite de Neptune suffisamment massif pour ralentir le proto-Triton et permettre la capture de ses restes.