Pluton et ses mystères de glace

Publié par Adrien le 20/02/2017 à 00:00
Source: ESA

Vue d'artiste de la sonde New Horizons.
Sur Pluton, l'eau gelée est tellement solide qu'elle forme des montagnes et les glaciers sont constitués de glace d'azote. Les caractéristiques de cette planète naine, que les scientifiques découvrent peu à peu grâce aux informations transmises par la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des...) américaine New Horizons (New Horizons (« nouveaux horizons » en français) est une sonde spatiale de...) qui s'en est approchée en juillet 2015, sont vraiment surprenantes.

La planète naine (En astronomie, une planète naine est un type d'objet céleste du système solaire,...) Pluton (Pluton, dont la désignation officielle est (134340) Pluton, est la deuxième plus grande planète...) s'avère beaucoup plus surprenante que prévu car elle présente toutes sortes de phénomènes inexpliqués à sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...). Pour en savoir plus, nous avons sollicité quelques-uns des plus éminents spécialistes en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...), en commençant par Elliot Sefton-Nash, de l'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est...) qui a choisi de nous emmener sur une plage (La géomorphologie définit une plage comme une « accumulation sur le bord de mer de...) pour mieux représenter Pluton, corps céleste qui restait un mystère depuis sa découverte en 1930.

D'abord qualifié de planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...), puis déclassé en planète naine en 2006, il se dévoile depuis peu grâce à la mission New Horizons (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre...), alimentant l'imagination des scientifiques.

"L'une des choses qu'il faut comprendre au sujet de Pluton, c'est son échelle réelle par rapport au système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...), explique Elliot Sefton-Nash. Sur la plage (La Plage est un film anglo-américain réalisé par Danny Boyle en 2000 et adapté...), si je dessine le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) sous la forme d'un cercle (Un cercle est une courbe plane fermée constituée des points situés à égale...) de 30 cm, on doit ensuite faire environ 35 pas dans cette direction pour pouvoir dessiner la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) selon le même ordre de grandeur, dit-il.

Après s'être éloigné, il reprend: "Donc le Soleil est là-bas et il mesure 30 cm, ce qui veut dire que la Terre devrait être à peu près là et mesurer environ 3 mm. Si on voulait représenter Pluton à la même échelle, poursuit-il, elle mesurerait 0,3 mm et elle serait un kilomètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) plus loin."

Le scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) atteint ce dernier point (Graphie) sur la plage: "Je ne peux pas dessiner quelque chose de 0,3 mm, donc je vais représenter Pluton en un peu plus grand, précise-t-il. Si ça, c'est Pluton, dit-il en traçant un cercle dans le sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites...), sa plus grande lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du...), qui s'appelle Charon (Charon (P I Charon, Pluton I) est le plus grand satellite naturel de Pluton.), fait à peu près la moitié de sa taille, mais Pluton a quatre autres lunes: Styx, Nix, Kerberos (Kerberos est un protocole d'authentification réseau qui repose sur un mécanisme de...) et Hydra. Donc il y a beaucoup de choses qui se passent dans le système de Pluton, ce n'est pas qu'un boule glacée, froide et inerte (Inerte est l'état de faire peu ou rien.)," lance-t-il.

Une planète à part

Tournant dans l'histoire de l'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.): le 14 juillet 2015, Pluton a été approchée pour la première fois. La sonde de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) New Horizons a effectué des mesures et photographié la planète naine, révélant des aspects d'elle-même totalement inconnus.

A Grenoble, Bernard Schmitt et Tanguy Bertrand font partie des équipes qui travaillent sur les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) de New Horizons. Tous deux ont été fascinés de découvrir que Pluton ne ressemble ni aux planètes rocheuses comme la Terre et Mars, ni aux géantes gazeux comme Jupiter et Saturne. Pluton est tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) simplement à part.

"Quand New Horizons est arrivé sur Pluton, indique Tanguy Bertrand, doctorant (Un doctorant est un chercheur débutant s'engageant, sous la supervision d'un directeur de...) à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) Pierre et Marie Curie (Marie Curie (née Maria Skłodowska le 7 novembre 1867 à Varsovie, Pologne...), on a été frappé par la topographie de Pluton parce qu'il y a des montagnes qui cumulent à 4 kilomètres d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau...) et un énorme bassin topographique qui est à moins 3 kilomètres d'altitude par rapport à un niveau moyen. Et ce sont des différences topographiques énormes pour un corps tout petit comme Pluton," souligne-t-il.

Les six giga-octets d'images et de mesures transférées au compte-gouttes par la sonde américaine offrent un regard nouveau sur les zones d'ombre (Une ombre est une zone sombre créée par l'interposition d'un objet opaque (ou seulement...) qui entouraient Pluton.

Des montagnes de glace

En creusant ces informations, les scientifiques sont tombés sur un monde (Le mot monde peut désigner :) dominé par la glace. Bernard Schmitt et Tanguy Bertrand nous emmènent voir un lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il...) gelé pour mieux nous faire comprendre les différences entre ce que nous avons sur Terre et ce qui a été découvert sur Pluton. "La glace d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) est proche de zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr,...) degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines...) comme dans tous les glaciers par exemple des Alpes; donc, elle est relativement molle, elle s'écoule et elle forme des glaciers, précise Bernard Schmitt, directeur de recherches au CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...). Sur Pluton, cette glace est à moins 230 degrés et elle est aussi dure que de la roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce...); donc en fait, sur Pluton, c'est la glace qui forme les montagnes," insiste-t-il.

Les montagnes de Pluton sont formées de glace d'eau parfois tachetée de givre (Le givre est un dépôt de micro-gouttelettes d'eau surfondue (= en surfusion) sur une...) de méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la...). L'immense glacier (Un glacier est une masse de glace plus ou moins étendue qui se forme par le tassement de couches...) en forme de coeur sur sa surface est lui constitué d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...). D'après les scientifiques, cette planète a des cycles saisonniers marqués, ce qui pourrait expliquer quelques-unes des particularités inhabituelles de sa surface.

"A l'équateur, c'est une énigme, expose Tanguy Bertrand en nous montrant des images de Pluton. Il n'y a pas de glace volatile, c'est seulement le socle, la glace d'eau, recouverte de suie noire, de cette matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre), traduction de l’anglais...) qui provient de la photolyse des glaces par les rayons UV, fait-il remarquer. Donc, il y a tout un contraste de couleurs entre les zones sombres à l'équateur et les zones plus brillantes au nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) et ce gigantesque glacier d'azote qui a la taille de la France," explique-t-il.

Ce glacier nommé Sputnik Planitia (Planitia (pluriel planitiae) est un mot d'origine latine désignant une surface plate, une plaine....) pourrait avoir moins d'un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf...) d'années, un jeune âge comparé à ceux des autres planètes. Quant à savoir comment il s'est formé et comment il se renouvelle, la question n'est pas encore tranchée.

Comprendre Pluton peut nous aider à faire progresser nos connaissances sur le système solaire dans son ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...). Alors, pour les scientifiques, il serait souhaitable de retourner sur place.

"Je crois que ce serait fantastique d'y envoyer un atterrisseur (Un atterrisseur (lander en anglais) désigne en dans le domaine de l'astronautique un engin...) pour analyser tout d'abord, les structures et la minéralogie de près, mais aussi pour observer Pluton sur une plus longue période, s'enthousiasme Elliot Sefton-Nash, parce qu'on ne l'a vu que lors d'une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) spécifique de son orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...), mais les changements saisonniers pourraient se révéler très dynamiques si on pouvait l'observer pendant toute une année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...)."

Tanguy Bertrand renchérit: [Ce qui se passe sur Pluton,] "c'est curieux et donc on a envie justement de simuler ce monde, de faire des expériences, pour essayer de comprendre comment cela marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un...), puisque sur place, il y a du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une...), une atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), des glaces, mais ce n'est pas la même chose que sur Terre."

Bernard Schmitt conclut: "Qu'on ait une planète aussi dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) à une telle distance du Soleil, on ne se l'imaginait pas. Cela nous pose énormément de questions supplémentaires, reconnaît-il, mais une mission spatiale qui pose plus de questions qu'elle n'en résous, c'est une mission réussie."

Il y a quelques années, Pluton et ses lunes n'étaient encore que des pixels dans nos télescopes, des points énigmatiques dans la ceinture d'astéroïdes au-delà de Neptune. Aujourd'hui, les scientifiques commencent tout juste à mieux les cerner.
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