Charon (lune) - Définition

Introduction

Charon est le plus grand satellite naturel de Pluton et un objet massif de la ceinture de Kuiper.

Nom

Charon porte le nom d'un personnage de la mythologie grecque, Charon, le « passeur des Enfers ». Charon se tient aux portes du royaume d'Hadès, dieu grec des Enfers qui fut identifié dans la mythologie romaine à Pluton.

Lors de sa découverte par James W. Christy de l'Observatoire naval des États-Unis le 22 juin 1978 en examinant des images fortement agrandies de Pluton sur des plaques photographiques prises deux ou trois mois auparavant, Charon fut temporairement désigné S/1978 P 1, selon la convention de nommage qui venait récemment d'être instituée. Christy choisit immédiatement le nom « Charon » (il apparaît dès mars 1978 dans une publication d'Ernst Öpik), mais son adoption officielle par l'Union astronomique internationale ne fut annoncée que le 3 janvier 1986. « Charon » fait aussi référence au prénom de l'épouse de Christy, Charlene.

Avec la découverte de Nix et Hydra en 2005, deux autres petits satellites de Pluton, Charon est également nommé suivant la désignation systématique Pluton I.

Orbite

Le centre de gravité du couple Pluton - Charon n'est pas situé à l'intérieur de Pluton, mais à l'extérieur de sa surface, conférant à l'ensemble un caractère de système double, voire de planète double. Cette caractéristique n'est pas commune dans le système solaire ; parmi les autres couples possédant cette propriété, on peut noter l'astéroïde double Antiope ainsi que le couple Soleil - Jupiter.

Charon et Pluton tournent l'un autour de l'autre en 6,387 jours. Les deux objets sont en rotation synchrone et présentent toujours la même face tournée vers l'autre. La distance moyenne entre les deux est de 19 570 km.

Caractéristiques physiques

Masse et dimensions

Des observations d'occultations du couple Pluton - Charon ont permis, en 2005, d'estimer le diamètre de Charon à 1 207,2 ± 2,8 km ; Charon est donc d'une taille comparable à certains grands satellites des géantes gazeuses, comme Téthys (satellite de Saturne) ou Umbriel (satellite d'Uranus). Charon est environ trois fois plus petit que la Lune et moins de deux fois plus petit que Pluton lui-même. En 2007, il s'agissait également de l'un des plus grands objets transneptuniens connus, après Éris, Pluton, Orcus, Quaoar et probablement Sedna.

La découverte de Charon a permis de calculer la masse du système plutonien et les occultations mutuelles des deux corps ont révélé leur taille. La découverte des lunes extérieures de Pluton en 2005 a permis de déterminer les masses respectives de Pluton et Charon : la masse de Charon vaut approximativement 11,65 % de celle de Pluton. En conséquence, la masse de Charon atteint (1,52 ± 0,06)×10²¹ kg. Sa masse volumique est de 1,65 ± 0,06 g⋅cm^-3.

Surface

À la différence de Pluton, qui est recouvert de glaces de méthane et d'azote, la surface de Charon semble être principalement constituée de glace d'eau moins volatile et ne posséder aucune atmosphère. En 2007, des observations de l'observatoire Gemini semblent avoir mis en évidence des zones d'hydrates d'ammoniac et de cristaux d'eau à la surface de Charon, suggérant des geysers froids.

Structure interne

La densité de Charon indique qu'il s'agit principalement d'un corps glacé et qu'il contient moins de roches en proportion de son volume que Pluton (55 ± 5 % de roches et 45 % de glace, contre 70 % de roches pour Pluton), ce qui est cohérent avec l'hypothèse d'une création à la suite d'un impact géant dans le manteau glacé de Pluton. Il existe deux théories différentes sur la composition interne de Charon : soit un corps différencié comme Pluton, possédant un noyau rocheux et un manteau glacé, soit un corps possédant une composition uniforme. Des preuves supportant la première hypothèse furent trouvées en 2007, lorsque des observations réalisées par l'observatoire Gemini suggèrent la présence de cryovolcanisme. La présence de glace cristalline à la surface de Charon indique qu'elle y a été récemment déposée, car le rayonnement solaire aurait dégradé une glace plus ancienne en un état amorphe après plus de 30 000 ans.