Pluton, autrefois considérée comme la neuvième et la plus lointaine planète du soleil, est aujourd’hui la plus grande planète naine connue du système solaire. C’est également l’un des plus grands membres connus de la ceinture de Kuiper, une zone d’ombre située au-delà de l’orbite de Neptune, que l’on pense être peuplée de centaines de milliers de corps rocheux et glacés dont chacun fait plus de 100 kilomètres de diamètre, ainsi que d’un billion de comètes ou plus.
En 2006, Pluton a été reclassé comme planète naine, un changement largement considéré comme une rétrogradation. Depuis lors, la question du statut de planète de Pluton a suscité la controverse et provoqué des débats dans la communauté scientifique, ainsi que dans le grand public. En 2017, un groupe scientifique (dont des membres de la mission New Horizon) a proposé une nouvelle définition du statut de planète basée sur « les objets ronds dans l’espace plus petits que les étoiles », ce qui ferait passer le nombre de planètes dans notre système solaire de 8 à environ 100.
L’astronome américain Percival Lowell a saisi pour la première fois des indices de l’existence de Pluton en 1905 à partir de déviations étranges qu’il a observées sur les orbites de Neptune et d’Uranus, suggérant que la gravité d’un autre monde tirait sur ces deux planètes depuis l’au-delà. Lowell a prédit l’emplacement de la planète mystère en 1915, mais est mort sans l’avoir trouvée. Pluton a finalement été découvert en 1930 par Clyde Tombaugh à l’Observatoire Lowell, sur la base des prédictions de Lowell et d’autres astronomes.
Pluton a reçu son nom de Venetia Burney, 11 ans, d’Oxford, en Angleterre, qui a suggéré à son grand-père que le nouveau monde reçoive le nom du dieu romain des enfers. Son grand-père a ensuite transmis le nom à l’Observatoire Lowell. Le nom rend également hommage à Percival Lowell, dont les initiales sont les deux premières lettres de Pluton.
Caractéristiques physiques
Puisque Pluton est si loin de la Terre, on en savait peu sur la taille ou les conditions de surface de la planète naine jusqu’en 2015, lorsque la sonde spatiale New Horizons de la NASA a effectué un survol rapproché de Pluton. New Horizons a montré que Pluton a un diamètre de 2 370 km (1 473 miles), soit moins d’un cinquième du diamètre de la Terre, et seulement environ deux tiers de la largeur de la lune terrestre.
Les observations de la surface de Pluton par la sonde New Horizons ont révélé une variété de caractéristiques de surface, notamment des montagnes qui atteignent jusqu’à 3 500 mètres (11 000 pieds), comparables aux montagnes Rocheuses sur Terre. Bien que la glace de méthane et d’azote couvre une grande partie de la surface de Pluton, ces matériaux ne sont pas assez solides pour soutenir des pics aussi énormes, et les scientifiques soupçonnent donc que les montagnes sont formées sur un substratum de glace d’eau.
La surface de Pluton est également couverte d’une abondance de glace de méthane, mais les scientifiques de New Horizons ont observé des différences significatives dans la façon dont la glace reflète la lumière à travers la surface de la planète naine. La planète naine possède également un terrain de crêtes de glace qui ressemble à une peau de serpent ; les astronomes ont repéré des caractéristiques similaires aux pénitentes de la Terre, ou caractéristiques formées par l’érosion sur un terrain montagneux. Les caractéristiques de Pluton sont beaucoup plus grandes ; elles sont estimées à 1 650 pieds (500 m) de hauteur, alors que les caractéristiques de la Terre ne font que quelques mètres.
Une autre caractéristique distincte de la surface de Pluton est une grande région en forme de cœur connue officieusement sous le nom de Tombaugh Regio (d’après Clyde Tombaugh ; regio signifie région en latin). Le côté gauche de la région (une zone qui prend la forme d’un cône de crème glacée) est couvert de glace de monoxyde de carbone. D’autres variations dans la composition des matériaux de surface ont été identifiées au sein du « cœur » de Pluton.
Au centre gauche de Tombaugh Regio se trouve une région très lisse officieusement connue par l’équipe de New Horizons sous le nom de « Sputnik Planum », d’après le premier satellite artificiel de la Terre, Spoutnik. Cette région de la surface de Pluton est dépourvue de cratères causés par des impacts de météorites, ce qui suggère que la zone est, sur une échelle de temps géologique, très jeune – pas plus de 100 millions d’années. Il est possible que cette région soit encore façonnée et modifiée par des processus géologiques.
Ces plaines glacées présentent également des stries sombres de quelques kilomètres de long, alignées dans la même direction. Il est possible que ces lignes soient créées par des vents violents soufflant sur la surface de la planète naine.
Le télescope spatial Hubble de la NASA a également révélé des preuves que la croûte de Pluton pourrait contenir des molécules organiques complexes.
La surface de Pluton est l’un des endroits les plus froids du système solaire, à environ moins 375 degrés Fahrenheit (moins 225 degrés Celsius). Comparées aux images passées, les photos de Pluton prises par le télescope spatial Hubble ont révélé que la planète naine était apparemment devenue plus rouge au fil du temps, apparemment en raison des changements saisonniers.
Pluton pourrait avoir (ou avoir eu) un océan de subsurface, bien que les preuves ne soient pas encore réunies concernant cette découverte. Si l’océan de subsurface a existé, il pourrait avoir grandement affecté l’histoire de Pluton. Par exemple, les scientifiques ont découvert que la zone de Sputnik Planitia a redirigé l’orientation de Pluton en raison de la quantité de glace présente dans cette zone, qui était si importante qu’elle a affecté l’ensemble de Pluton ; New Horizons a estimé que la glace avait une épaisseur d’environ 10 km. Un océan de subsurface est la meilleure explication pour les preuves, ont ajouté les chercheurs, bien qu’en envisageant des scénarios moins probables, une couche de glace plus épaisse ou des mouvements dans la roche pourraient être responsables du mouvement. Si Pluton avait effectivement un océan liquide, et suffisamment d’énergie, certains scientifiques pensent que Pluton pourrait abriter la vie.
Caractéristiques orbitales
L’orbite hautement elliptique de Pluton peut l’emmener plus de 49 fois plus loin du soleil que la Terre. Comme l’orbite de la planète naine est tellement excentrique, ou loin d’être circulaire, la distance de Pluton au soleil peut varier considérablement. La planète naine est en fait plus proche du soleil que Neptune pendant 20 ans sur l’orbite de Pluton, qui dure 248 années terrestres, ce qui offre aux astronomes une chance rare d’étudier ce petit monde froid et lointain.
En raison de cette orbite, après 20 ans en tant que huitième planète (dans l’ordre sortant du soleil), en 1999, Pluton a traversé l’orbite de Neptune pour devenir la planète la plus éloignée du soleil (jusqu’à ce qu’elle soit rétrogradée au statut de planète naine).
Lorsque Pluton est plus proche du soleil, ses glaces de surface dégèlent et forment temporairement une fine atmosphère, composée principalement d’azote, avec un peu de méthane. La faible gravité de Pluton, qui représente un peu plus d’un vingtième de celle de la Terre, fait que cette atmosphère s’étend beaucoup plus haut en altitude que celle de la Terre. Lorsqu’on s’éloigne du soleil, on pense que la majeure partie de l’atmosphère de Pluton gèle et disparaît. Pourtant, pendant la période où elle possède une atmosphère, Pluton peut apparemment subir des vents violents. L’atmosphère présente également des variations de luminosité qui pourraient s’expliquer par des ondes gravitationnelles, ou de l’air circulant sur des montagnes.
Alors que l’atmosphère de Pluton est trop fine pour permettre aux liquides de s’écouler aujourd’hui, ils ont pu couler le long de la surface dans un passé ancien. New Horizons a imagé un lac gelé dans Tombaugh Regio qui semblait avoir d’anciens canaux à proximité. À un moment donné dans le passé ancien, la planète aurait pu avoir une atmosphère environ 40 fois plus épaisse que sur Mars.
En 2016, les scientifiques ont annoncé qu’ils pourraient avoir repéré des nuages dans l’atmosphère de Pluton grâce aux données de New Horizons. Les enquêteurs ont vu sept caractéristiques brillantes qui sont proches du terminateur (la limite entre la lumière du jour et l’obscurité), qui est généralement l’endroit où les nuages se forment. Les caractéristiques sont toutes à basse altitude et ont à peu près la même taille, ce qui indique qu’il s’agit de caractéristiques distinctes. La composition de ces nuages, s’il s’agit bien de nuages, serait probablement de l’acétylène, de l’éthane et du cyanure d’hydrogène.
Composition & structure
Plusieurs paramètres de Pluton, selon la NASA :
Composition atmosphérique : Méthane, azote. Les observations de New Horizons montrent que l’atmosphère de Pluton s’étend jusqu’à 1 600 km (1 000 miles) au-dessus de la surface de la planète naine.
Champ magnétique : On ne sait toujours pas si Pluton possède un champ magnétique, mais la petite taille de la planète naine et sa rotation lente suggèrent qu’elle n’en possède pas ou peu.
Composition chimique : Pluton est probablement constituée d’un mélange de 70 % de roche et de 30 % de glace d’eau.
Structure interne : La planète naine possède probablement un noyau rocheux entouré d’un manteau de glace d’eau, des glaces plus exotiques comme le méthane, le monoxyde de carbone et la glace d’azote recouvrant la surface.
Orbite & rotation
La rotation de Pluton est rétrograde par rapport aux autres mondes du système solaire ; elle tourne à l’envers, d’est en ouest.
Distance moyenne du soleil : 3 670 050 000 miles (5 906 380 000 km) – 39,482 fois celle de la Terre
Périhélie (approche la plus proche du soleil) : 2 756 902 000 miles (4 436 820 000 km) – 30.171 fois celle de la Terre
Aphélie (distance la plus éloignée du soleil) : 4 583 190 000 miles (7 375 930 000 km) – 48,481 fois celle de la Terre
Lunes de Pluton
Pluton possède cinq lunes : Charon, Styx, Nix, Kerberos et Hydra, Charon étant la plus proche de Pluton et Hydra la plus éloignée.
En 1978, les astronomes ont découvert que Pluton possédait une très grosse lune, près de la moitié de la taille propre de la planète naine. Cette lune a été surnommée Charon, d’après le démon mythologique qui transportait les âmes aux enfers dans la mythologie grecque.
Parce que Charon et Pluton ont une taille très similaire, leur orbite ne ressemble pas à celle de la plupart des planètes et de leurs lunes. Pluton et Charon orbitent tous les deux autour d’un point dans l’espace qui se trouve entre eux, semblable aux orbites des systèmes d’étoiles binaires, Pour cette raison, les scientifiques se réfèrent à Pluton et Charon comme une double planète naine, une double planète ou un système binaire.
Pluton et Charon sont à peine 12 200 miles (19 640 km) de distance, moins que la distance en vol entre Londres et Sydney. L’orbite de Charon autour de Pluton prend 6,4 jours terrestres, et une rotation de Pluton – un jour-pluton – prend également 6,4 jours terrestres. Cela s’explique par le fait que Charon plane au-dessus du même endroit de la surface de Pluton, et que le même côté de Charon fait toujours face à Pluton, un phénomène connu sous le nom de verrouillage de marée.
Alors que Pluton a une teinte rougeâtre, Charon apparaît plus grisâtre. À ses débuts, la lune a pu contenir un océan de subsurface, bien que le satellite ne puisse probablement pas en supporter un aujourd’hui.
Par rapport à la plupart des planètes et des lunes du système solaire, le système Pluton-Charon est incliné sur le côté par rapport au soleil.
Les observations de Charon par New Horizons ont révélé la présence de canyons à la surface de la lune. Le plus profond de ces canyons plonge vers le bas sur 6 miles (9,7 km). Une longue bande de falaises et de cuvettes s’étend sur 970 km au milieu du satellite. Une section de la surface de la lune près d’un pôle est couverte d’un matériau beaucoup plus sombre que le reste de la planète. Comme dans les régions de Pluton, la majeure partie de la surface de Charon est exempte de cratères, ce qui suggère que la surface est assez jeune et géologiquement active. Les scientifiques ont vu des preuves de glissements de terrain sur sa surface, la première fois que de telles caractéristiques ont été repérées dans la ceinture de Kuiper. La lune pourrait également avoir possédé sa propre version de la tectonique des plaques, qui provoque des changements géologiques sur Terre.
En 2005, les scientifiques ont photographié Pluton avec le télescope spatial Hubble en vue de la mission New Horizons et ont découvert deux autres minuscules lunes de Pluton, désormais surnommées Nix et Hydra. Ces satellites sont deux et trois fois plus éloignés de Pluton que ne l’est Charon. D’après les mesures effectuées par New Horizons, Nix est estimé à 26 miles (42 km) de long et 22 miles (36 km) de large, tandis qu’Hydra est estimé à 34 miles (55 km) de long et 25 miles (40 km) de large. Il est probable que la surface d’Hydra soit recouverte principalement de glace d’eau.
Les scientifiques utilisant Hubble ont découvert une quatrième lune, Kerberos, en 2011. Cette lune est estimée à un diamètre de 8 à 21 miles (13 à 34 km). Le 11 juillet 2012, une cinquième lune, Styx, a été découverte (avec une largeur estimée à 6 miles ou 10 km), alimentant encore le débat sur le statut de Pluton en tant que planète.
Les quatre lunes nouvellement repérées pourraient s’être formées à partir de la collision qui a créé Charon. Leurs orbites se sont révélées très chaotiques.
Recherche & exploration
La mission New Horizons de la NASA est la première sonde à étudier de près Pluton, ses lunes et les autres mondes de la ceinture de Kuiper. Elle a été lancée en janvier 2006 et a réussi son approche la plus proche de Pluton le 14 juillet 2015. Les dernières données ont été téléchargées sur Terre en 2016. New Horizons est maintenant en route vers l’objet de la ceinture de Kuiper 2014 MU69, qu’elle survolera le 1er janvier 2019.
La sonde New Horizons porte une partie des cendres du découvreur de Pluton, Clyde Tombaugh.
La connaissance limitée du système de Pluton a créé des dangers sans précédent pour la sonde New Horizons. Avant le lancement de la mission, les scientifiques connaissaient l’existence de seulement trois lunes autour de Pluton. La découverte de Kerberos et de Styx au cours du voyage de la sonde a alimenté l’idée que d’autres satellites pouvaient graviter autour de la planète naine, sans être vus de la Terre. Des collisions avec des lunes invisibles, ou même de petits débris, auraient pu sérieusement endommager le vaisseau spatial. Mais l’équipe de conception de New Horizons a équipé la sonde spatiale d’outils pour la protéger pendant son voyage.
Formation de Pluton & origines
L’hypothèse principale pour la formation de Pluton et de Charon est qu’un Pluton naissant a été frappé de plein fouet par un autre objet de la taille de Pluton. La majeure partie de la matière combinée est devenue Pluton, tandis que le reste a filé pour devenir Charon, suggère cette idée.
Rapports supplémentaires de Calla Cofield, rédactrice de l’équipe, et d’Elizabeth Howell et Nola Taylor Redd, contributrices de Space.com.
Les auteurs de ces articles ont été choisis pour leur capacité d’adaptation.