Uranus est la septième planète du Système solaire par ordre d'éloignement du Soleil. Elle orbite autour de celui-ci à une distance d'environ ( de kilomètres), avec une période de révolution de . Il s'agit de la quatrième planète la plus massive du Système solaire et de la troisième plus grande par la taille.
Inconnue dans l'Antiquité, elle est la première planète découverte à l’époque moderne avec un télescope. Bien qu'elle soit visible à l’œil nu, son caractère planétaire n'est alors pas identifié en raison de son très faible éclat et de la lenteur de son déplacement apparent dans la sphère céleste. William Herschel l'observe pour la première fois le et la confirmation qu'il s'agit d'une planète et non d'une comète est faite pendant les mois qui suivent.
Comme Jupiter et Saturne, l'atmosphère d'Uranus est composée principalement d'hydrogène et d'hélium avec des traces d'hydrocarbures. Cependant, comme Neptune, elle contient une proportion plus élevée de au sens de l'astrophysique, c'est-à-dire de substances volatiles telles que l'eau, l'ammoniac et le méthane, tandis que l'intérieur de la planète est principalement composé de glaces et de roches, d'où leur nom de . Par ailleurs, le méthane est le principal responsable de la teinte aigue-marine de la planète. Son atmosphère planétaire est la plus froide du Système solaire, avec une température minimale de à la tropopause, et présente une structure nuageuse en couches.
À l’instar des autres planètes géantes, Uranus possède un système d’anneaux et de nombreux satellites naturels : on lui connaît étroits et . Cas unique dans le Système solaire, son axe de rotation est pratiquement dans son plan de révolution autour du Soleil et ses pôles Nord et Sud se trouvent donc là où la plupart des autres planètes ont leur équateur. La planète est pourvue d'une magnétosphère en forme de tire-bouchon du fait de cette inclinaison de l'axe.
La distance de la planète à la Terre lui donnant une très faible taille apparente, son étude est difficile avec des télescopes situés sur la Terre. Uranus est visitée une unique fois lors de la mission Voyager 2, qui en réalise un survol le . Les images de la sonde spatiale montrent alors une planète presque sans relief à la lumière visible, sans les bandes de nuages ou les tempêtes associées aux autres planètes géantes. L'avènement du télescope spatial Hubble et des grands télescopes au sol à optique adaptative permet ensuite des observations détaillées supplémentaires révélant un changement saisonnier, une activité météorologique accrue et des vents de l'ordre de alors qu'Uranus s'approchait de son équinoxe en 2007.
Son nom vient d'Ouranos, divinité grecque du ciel (Uranus dans la mythologie romaine), père de Cronos (Saturne) et grand-père de Zeus (Jupiter).
Histoire Premières observations alt=Dessin d'une constellation d'étoiles avec la représentation d'un taureau en filigrane.|gauche|vignette|La constellation du Taureau dans l’Atlas Coelestis de John Flamsteed. Contrairement aux autres planètes ayant des orbites plus proches du Soleil Uranus n'est pas découverte dès l'Antiquité. Du fait de son éloignement du Soleil, elle est observée à de nombreuses occasions mais est considérée comme une simple étoile jusqu'au en raison de son très faible éclat et de son déplacement apparent très lent dans le ciel terrestre..
La première observation connue pourrait être celle d'Hipparque qui, en , aurait pu l'enregistrer comme une étoile fixe dans son catalogue d'étoiles. En effet, un astérisme cité dans l’Almageste de Claude Ptolémée, reprenant les travaux d'Hipparque, ne peut être résolu que par la présence d'Uranus à cette époque.. Par ailleurs, Uranus en était dans des conditions d'observation très favorables : proche de son périhélie avec une magnitude de 5,4 et à 33° du zénith..
La plus ancienne mention prouvée date de 1690 lorsque John Flamsteed l’observe au moins six fois et la catalogue en tant qu'étoile sous le nom de .. L’astronome français Pierre Charles Le Monnier observe Uranus au moins douze fois entre 1750 et 1769, dont quatre nuits consécutives.. John Bevis a peut-être également observé Uranus en 1738, des indices concordant avec une observation mais sans preuve définitive..
Découverte de la planète alt=Portait peint d'un homme de regardant légèrement vers le haut sur sa gauche.|vignette|William Herschel, huile sur toile de Lemuel Francis Abbott (1785).|gauche William Herschel est un musicien anglais pratiquant l'astronomie en amateur. N'ayant pas les moyens financiers d'acheter un télescope, il polit lui-même un miroir pour construire le sien. Il découvre la planète le lors d’une recherche systématique d’étoiles à l’aide de son télescope depuis le jardin de sa maison du 19 à Bath dans le Somerset en Angleterre (désormais le musée d'astronomie Herschel)...
Plus précisément, Herschel avait entrepris un catalogage d'étoiles selon leur magnitude. À la frontière des constellations des Gémeaux et du Taureau, Herschel remarque au milieu des étoiles fixes une petite tache : il change alors successivement d’oculaire, augmentant progressivement le grossissement. Cela fait augmenter la taille de l’objet à chaque fois tandis que les étoiles autour, très éloignées, ne varient pas en taille et restent de simples points brillants. Ainsi, il ne peut pas s'agir d'une étoile et il écrit donc dans son journal le : - Journal de W. Herschel (MSS Herschel W.2/1.2, 23).. Il note la position de l’astre puis, quelques jours après, reprend son observation : - Journal de W. Herschel (MSS Herschel W.2/1.2, 24)..
Il décide alors de prévenir la communauté scientifique de sa découverte et envoie un courrier avec les détails de l'observation de la comète au directeur de l’observatoire d’Oxford, Thomas Hornsby. Il informe également l’Astronomer Royal Nevil Maskelyne de l’Observatoire royal de Greenwich. Il reçoit une réponse déconcertée de sa part le : - Nevil Maskelyne (RAS MSS Herschel W1/13.M, 14)... Celui-ci ne pouvant trancher, il diffuse la nouvelle à d'autres scientifiques et conseille à Herschel d’écrire à la .. Le , lorsque William Herschel présente sa découverte à la Royal Society, il continue d'affirmer qu'il a trouvé une comète, mais la compare aussi implicitement à une planète..
Confirmation de son existence vignette|Réplique du télescope de sept pieds utilisé par Herschel pour découvrir Uranus (exposée au musée d'astronomie Herschel, Bath).|alt=Télescope en bois posé sur un support.Bien que Herschel continue par précaution à appeler ce nouvel objet une comète, d'autres astronomes commencent déjà à soupçonner sa véritable nature. L'astronome finno-suédois Anders Lexell, travaillant en Russie, est le premier à calculer l'orbite du nouvel objet en appliquant le modèle d’une planète.. Son orbite presque circulaire correspondant au modèle appliqué l'amène à conclure qu'il s'agit d'une planète plutôt que d'une comète car il estime sa distance à dix-huit fois la distance Terre-Soleil et qu'aucune comète ayant un périhélie supérieur à quatre fois la distance Terre-Soleil n’a alors jamais été observée. L'astronome berlinois Johann Elert Bode décrit la découverte d'Herschel comme . - rapporté par Ellis D. Miner (1998).. Bode conclut également que son orbite quasi circulaire ressemble plus à celle d'une planète qu'à celle d'une comète.. L'astronome français Charles Messier remarque aussi qu’avec son aspect de disque, elle ressemble plus à Jupiter qu’aux dix-huit autres comètes qu’il avait observées auparavant.
L’objet est ainsi rapidement unanimement accepté en tant que planète. En 1783, Herschel lui-même le reconnaît auprès du président de la , Joseph Banks : - W. Herschel... Le roi d'Angleterre George III récompense Herschel pour sa découverte en lui attribuant une rente annuelle de (), à condition qu’il s’installe à Windsor afin que la famille royale puisse regarder à travers ses télescopes.. Cette pension permet à Herschel d'arrêter son travail de musicien et de se consacrer pleinement à sa passion pour l'astronomie. Il a ensuite un fils, John Herschel (lui aussi astronome), devient directeur de la Royal Astronomical Society en 1820 puis meurt en 1822 à près de 84 ans .
En conséquence, cette découverte permet d'élargir les limites connues du Système solaire pour la première fois de l'Histoire et fait d'Uranus la première planète découverte et classée comme telle à l'aide d'un télescope..
Appellation alt=Dessin d'un homme peu vêtu et semi-allongé.|gauche|vignette|Uranus, dieu romain du ciel. Le nom d'Uranus fait référence à la divinité grecque du ciel Ouranos (, Uranus en mythologie romaine), le père de Cronos (Saturne) et grand-père de Zeus (Jupiter)... La forme adjectivale d'Uranus est mais l'adjectif est aussi parfois utilisé comme dans astéroïde ouranocroiseur..
Le consensus sur son nom n'est atteint que près de 70 ans après la découverte de la planète. Au cours des discussions originales qui suivent la découverte, Nevil Maskelyne propose à Herschel de nommer la planète, ce droit lui revenant en tant que découvreur. En réponse à la demande de Maskelyne, Herschel décide de nommer l'objet ( ou la ), en l'honneur de son nouveau mécène, le roi George III. Il explique cette décision dans une lettre à Joseph Banks en déclarant que dans l'Antiquité, les planètes étaient nommées d'après les noms des divinités principales et que dans l'ère actuelle, il ne serait guère admissible selon lui d'avoir recours à la même méthode pour nommer ce nouveau corps céleste. Aussi, l'important pour le désigner est de savoir quand il a été découvert : - Dreyer, J. L. E. (ed.) (1912) The Scientific Papers of Sir William Herschel, Royal Society and Royal Astronomical Society, 1, 100..
Cependant, le nom proposé par Herschel n'est pas populaire en dehors de la Grande-Bretagne et des alternatives sont rapidement proposées. L'astronome français Jérôme Lalande suggère par exemple que la planète soit nommée Herschel en l'honneur de son découvreur. L'astronome suédois Erik Prosperin propose le nom de Neptune, ce qui est alors soutenu par d'autres astronomes car cela permettrait également de commémorer les victoires de la flotte de la Royal Navy au cours de la guerre d'indépendance États-Unis ; des propositions similaires telles que Neptune George III ou Neptune Great-Britain sont également avancées..
Dès 1781, Johann Bode propose Uranus, la version latinisée du dieu grec du ciel, Ouranos.. Bode fait valoir que le nom devrait suivre la mythologie afin de ne pas se démarquer de ceux des autres planètes, et qu'Uranus est un nom approprié en tant que père de la première génération des Titans. Il note aussi l'élégance du nom en ce que, tout comme Saturne était le père de Jupiter, la nouvelle planète devrait être nommée d'après le père de Saturne. En 1789, Martin Klaproth, compatriote et plus tard collègue de Bode à l'Académie royale des sciences de Suède, nomme l'élément chimique qu'il vient de découvrir uranium pour appuyer ce choix de nom.. Finalement, la suggestion de Bode devient la plus largement utilisée et est reconnue universelle en 1850 lorsque le HM Nautical Almanac Office, dernier à toujours utiliser Georgium Sidus, délaisse le nom proposé par Herschel pour Uranus..
Uranus possède une variété de traductions dans d'autres langues. Par exemple, en chinois, japonais, coréen et vietnamien, son nom est littéralement traduit par ( )..... En hawaïen, son nom est , un emprunt pour le découvreur Herschel...
Après la découverte Astronomie alt=Cercles concentriques figurant les orbites des planètes du Système solaire, la période de révolution est indiquée à l'intérieur de chaque cercle.|vignette|Dessin du Système solaire par Percival Lowell en 1903. Au et , il est très difficile d'observer correctement la surface d'Uranus à cause de sa distance avec la Terre. En 1937, les scientifiques fixent par spectroscopie et photométrie à la rotation de la planète, qui était alors déjà vue comme rétrograde..