Atmosphère de Pluton - Définition

Introduction

L'atmosphère de Pluton fut découverte en 1985, et de nombreuses spécificités ont progressivement été identifiées, bien que la plupart des détails restent encore à confirmer par des études plus détaillées. Les études actuelles montrent que l'atmosphère de Pluton est principalement composée d'azote, avec un peu de méthane, de monoxyde de carbone, et d'éthane, à une pression d'environ 6,5 à 24 microbars (0,65 à 2,4 pascals (Pa)) à la surface.

Caractéristiques

La pression atmosphérique de la surface de Pluton est environ le 100 000^e de celle de la Terre, soit environ 0,015 millibars (mbar). Une étude en 2009 a estimé que la pression devait être comprise entre 6,5 et 24 μbar. La haute atmosphère de Pluton subit une inversion de température. Sa température est en effet d'environ 103 K (soit -170 °C), c'est à dire 50° de plus que la surface (53 K, soit -220°C), alors que la température de la basse atmosphère de Pluton est de 93 K (-160 °C), c'est-à-dire 40° degrés de plus que la surface.

La haute atmosphère de Pluton est principalement constituée d'azote, avec des traces de méthane et de monoxyde de carbone produit par les glaces de surface, tandis que la basse atmosphère est riche en méthane.

Lorsque l'orbite de Pluton l'éloigne du Soleil, son atmosphère gèle et tombe progressivement sur le sol ressemblant à un fin sable sec. Lorsque son orbite excentrique le rapproche du Soleil (Pluton est périodiquement plus proche du soleil que Neptune), la température de la surface solide de Pluton augmente suffisamment pour sublimer ce sable en gaz. Cette sublimation a un effet de refroidissement sur la surface de Pluton et crée un « anti-effet de serre » ; un peu comme la transpiration rafraîchit le corps en s'évaporant de la surface de la peau. En utilisant les Submillimeter Array, des scientifiques ont récemment découvert que la température de Pluton est d'environ 43 K (-230 ° C), 10 K plus froide que prévue.

Découverte

L'atmosphère de Pluton a été découverte lors de l'observation d'une occultation en 1985 ; cette découverte a été confirmée et considérablement renforcée par l'observation approfondie d'une autre occultation en 1998. Lorsqu'un objet sans atmosphère occulte un étoile, l'étoile disparaît brusquement, dans le cas de Pluton, l'étoile s'estompait progressivement. Sur la base du taux d'occultation, la pression atmosphérique a été établie à 0,15 Pascal, environ 700 000 fois moins que celle de la Terre.

En 2002, l'occultation d'une autre étoile par Pluton a été observée et analysée par des équipes dirigées par Bruno Sicardy de l'Observatoire de Paris, James L. Elliot, du MIT, et Jay Pasachoff de Williams College. La pression atmosphère a été estimée à 0,3 pascal, alors même que Pluton était plus éloigné du Soleil qu'en 1988. Cet éloignement aurait pourtant dû refroidir l'atmosphère, et le rendre plus ténu, plus raréfié. Une explication possible à cet écart constaté repose sur le fait qu'en 1987, le pôle sud de Pluton sortait de l'ombre pour la première fois depuis 120 ans. Cette évènement aurait provoquait la sublimation de grandes quantité d'azote issu de la calotte polaire. Il faudra des décennies pour que l'excès d'azote ne se condense dans l'atmosphère. Une autre occultation stellaire a été observée le 12 juin 2006 par l'équipe de James Elliot au MIT-Williams College, et par l'équipe dirigée par Leslie Young au Southwest Research Institute en Australie.

En octobre 2006, Dale Cruikshank, du Ames Research Center de la NASA (impliqué dans le projet New Horizons) et ses collègues ont annoncé la découverte spectroscopique de l'éthane sur la surface de Pluton. Cet éthane est produit à partir de la photolyse ou radiolyse (conversion chimique en énergie du rayonnement solaire et les particules chargées) de méthane gelé sur la surface de la planète naine ou en suspension dans son atmosphère.