Pourquoi avons-nous des saisons, et pourquoi Uranus semble-t-elle tourner sur le côté ?

La Terre ne tourne pas parfaitement droite par rapport à sa trajectoire autour du Soleil : son axe penche d'environ 23,44°, un angle que les astronomes appellent inclinaison de l'axe, ou obliquité. C'est l'existence et le maintien de cette inclinaison naturelle qui entraînent, par le déplacement de la planète sur son orbite, la succession des saisons. De mars à septembre, la partie nord du globe voit le Soleil plus haut dans le ciel, et c'est l'été dans l'hémisphère nord ; du fait de cette inclinaison, le Soleil se lève plus tôt, se couche plus tard, et les jours sont plus longs.

Cette inclinaison, les humains la mesurent depuis très longtemps. Vers 350 av. J.-C., l'explorateur grec Pythéas de Marseille l'a calculée à l'aide de l'ombre portée par un gnomon, un simple bâton vertical, lors du solstice d'été. Des siècles plus tard, vers 830, le calife Al-Mamun de Bagdad fit mesurer à nouveau cet angle par ses astronomes, et en 1437, l'astronome Ulugh Beg le fixa à 23°30′17″ (23,5047°), proche des 23,44° d'aujourd'hui. La première mesure occidentale moderne et précise revient sans doute au Danois Tycho Brahe, vers 1584.

L'inclinaison douce de 23° de la Terre nous donne des saisons modérées. Uranus montre ce qui se passe dans un cas extrême : son axe est incliné d'environ 82°, ce qui signifie qu'elle tourne pratiquement sur le côté autour du Soleil, au lieu de se tenir à peu près droite. Près de ses solstices, l'un de ses pôles fait face au Soleil en permanence, pendant que l'autre, tourné à l'opposé, reste dans l'obscurité, avec seulement une étroite bande équatoriale conservant un semblant de cycle jour-nuit rapide.

Personne ne sait avec certitude pourquoi Uranus s'est retrouvée ainsi, mais l'hypothèse la plus répandue est celle d'une collision gigantesque : il y a des milliards d'années, un objet à peu près de la taille de la Terre, ou plus gros, aurait percuté la jeune planète et fait basculer son axe de rotation sur le côté. Lors du survol d'Uranus par la sonde Voyager 2 en 1986, le pôle sud de la planète pointait presque directement vers le Soleil — un instantané de ses saisons étonnamment décalées.