ESPACE

Pluton, un rendez-vous historique au fin fond du système solaire

LE TEMPS

par Vahé Ter Minassian

La sonde de la NASA New Horizons va frôler l’ex-neuvième planète du système solaire. Plongée à 4,7 milliards de kilomètres de la Terre, dans un voyage aux limites de la technologie humaine

Après neuf ans de voyage, la sonde américaine New Horizons a su ménager le suspense. Alors qu’elle s’apprête à frôler la planète naine Pluton, la sonde a connu le 4 juillet une anomalie qui a donné des sueurs froides aux ingénieurs de la NASA, qui ont mis trois jours pour régler le problème. Ces derniers ont souligné que la distance depuis la Terre (4,66 milliards de kilomètres) implique que le délai pour s’assurer que les instructions sont prises en compte est d’au moins neuf heures – le temps pour le signal de faire l’aller-retour.

Ces chiffres donnent à eux seuls la mesure de la mission New Horizons, une fenêtre ouverte sur les mondes qui, au sein de notre système solaire, sont les plus distants de notre étoile. Le 14 juillet, la sonde, partie en 2006, va donc pénétrer, «à 4,7 milliards de kilomètres de la Terre, dans une des régions du cosmos les plus lointaines jamais traversées par une technologie humaine», celle occupée par la mystérieuse Pluton, a rappelé Alan Stern, son responsable scientifique.

Filant en ligne droite, à la vitesse de 49  000 km/h, elle s’approchera de la surface de l’astre jusqu’à une distance de 12  500 km. Puis, sans même ralentir, elle continuera sur sa trajectoire pour survoler, quinze minutes plus tard, à une altitude de 29  000 km, sa lune Charon et observer de loin Hydra et Nix, deux des quatre autres satellites. Cette virée de deux heures sera mise à profit par les sept instruments de bord pour réaliser des clichés en haute définition de ces objets et recueillir des informations inédites sur la nature de leurs sols et, le cas échéant, de leurs atmosphères.

La mission, au coût relativement bas, du programme New Frontiers de la NASA a beau consister en un simple survol, il est probable que les astronomes seront nombreux à se précipiter sur les premiers «paquets » d’images afin de pouvoir constater – enfin de visu – les différences entre cet astre des confins, se déplaçant la plupart du temps au-delà de l’orbite de Neptune, et ceux, plus proches de nous, déjà visités par une machine terrestre.

En effet, 95 ans d’observations depuis le sol ou à l’aide de télescopes spatiaux ont convaincu les scientifiques: les dissemblances devraient être nombreuses. Suffisamment importantes, en tout cas, pour justifier de classer Pluton – qui n’est ni un astéroïde ni une comète – dans une catégorie singulière d’objets célestes, autre que celles des planètes telluriques et gazeuses et de la presque totalité de leurs satellites: elle est qualifiée de «planète naine».

Très vite après sa découverte en 1930 par le jeune astronome amateur américain Clyde Tombaugh, «le doute s’installe, raconte Emmanuel Lellouch, de l’Observatoire de Paris. On remarque bientôt que Pluton a une orbite particulière dans le système solaire.» Plus elliptique que celle des planètes, elle est aussi plus excentrée, ce qui, avant de l’en éloigner fortement, la rapproche tous les 248 ans du Soleil, jusqu’à des distances inférieures à celle séparant Neptune de notre étoile. L’importance de son inclinaison par rapport au plan de l’écliptique (de l’ordre de 17°), est, elle aussi, hors normes. De même, la masse. Celle de Pluton, un astre fait de 70 % de roches et de 30 % de glaces, est 455  fois plus faible que celle de la Terre!

De fait, depuis 2006, Pluton n’est plus une planète. Entre-temps, en 1992, la découverte d’une catégorie d’astres aux caractéristiques proches avait rendu vaine toute tentative de l’inclure dans cette définition. Ces corps faits de roches et de glaces, connus sous le nom d’«objets transneptuniens», occupent pour la plupart des orbites situées au-delà de Neptune, dans une région appelée ceinture de Kuiper.

Parmi les 1600 qui ont été répertoriés, certains sont des systèmes doubles. D’autres, comme Eris (2320 km de diamètre), Hauméa (1960  km) ou encore Makémaké (1500  km), ont des tailles imposantes. Des ressemblances si frappantes avec Pluton (environ 2340  km) que celle-ci est bientôt considérée par la communauté scientifique comme faisant partie de ce groupe. L’Union astronomique internationale (UAI) a pris acte de ce reclassement, en lui retirant, voilà neuf ans, le statut de «planète» pour lui attribuer celui de «planète naine»…

L’un des intérêts de New Horizons est d’être devenue, à la suite de cette décision, la première mission spatiale consacrée à l’étude des objets transneptuniens. Autant d’astres qui témoignent, avec leur répartition en cinq classes, des bouleversements survenus dans le système solaire et qui, en le prolongeant jusqu’à des distances insoupçonnées, bousculent les théories relatives à sa formation.

Les premiers clichés diffusés par l’équipe de New Horizons montrent un objet rougeâtre, hautement réfléchissant, présentant une région brillante au niveau d’un de ses pôles, un «clair-obscur» aux latitudes intermédiaires et une bande sombre autour de l’équateur. Celle-ci est continue sur la face qui sera survolée le 14 juillet par la sonde, mais est faite d’une succession inexpliquée de taches noires, larges de 480 km, du côté de Pluton qui regarde vers Charon.

L’analyse par spectroscopie infrarouge de la lumière provenant de l’astre ayant révélé, par le passé, la présence de glaces d’azote et de méthane associés à de petites quantités de monoxyde de carbone solide, les astronomes ont conclu que ces contrastes traduisent la répartition géographique de ces différents composés chimiques. Les parties les plus lumineuses correspondant probablement à de l’azote fraîchement déposé. Et les plus sombres à des hydrocarbures de nature inconnue.

Découverte en 1988, une atmosphère ténue (10  000 fois moins dense que celle de la Terre) et relativement «chaude» (–173°C) s’accroche à ce sol gelé maintenu à des températures moyennes de l’ordre de – 233 °C. Constituée pour ce qu’on en sait d’azote, d’un peu de méthane (0,5%) et de monoxyde de carbone (0,05%), cette atmosphère est produite par le réchauffement des glaces, au moment où, lancée sur son orbite, Pluton s’approche, une fois tous les 248 ans, de sa position la plus rapprochée du Soleil. Ce point ayant été passé en 1989, les spécialistes ont d’abord estimé qu’elle disparaîtra par condensation au cours des prochaines décennies en recouvrant la surface de l’astre d’une couche de plusieurs centimètres de glace fraîche. Mais quelques équipes défendent aujourd’hui l’idée qu’elle pourrait, au contraire, se maintenir.

Enfin, outre qu’elle cherchera, par l’observation de «panaches» s’élevant du sol, à mettre en évidence une possible activité «cryovolcanique», l’équipe de New Horizons tentera de mesurer l’«échappement» de l’atmosphère de Pluton. La planète naine n’étant pas assez massive pour retenir entièrement cette dernière –  sur Pluton, la gravité est quinze fois moins forte que sur Terre  –, une partie est, en effet, larguée dans l’espace. Une perte sèche en «matériel» pour Pluton, qui se traduirait in fine par un amincissement progressif de sa calotte glaciaire. Depuis la formation de l’astre, celle-ci aurait diminué de plusieurs kilomètres!

La mission livrera aussi des données sur le riche système plutonien. A Pluton et à Charon s’ajoutent, en effet, quatre petites lunes. Découvertes entre 2005 et 2012 par le télescope spatial Hubble, Nix, Hydra, Kerbéros et Styx ont, elles aussi, leur part de mystère. Les mouvements chaotiques dont elles seraient animées sur leurs orbites intriguent, et la noirceur de Kerbéros est jugée incongrue.

Les observations de New Horizons mettront-elles au jour de nouveaux satellites, voire un anneau? Elles devraient au moins servir à procéder à des comparaisons entre la planète naine et ses satellites. Afin d’établir, notamment dans le cas de Charon, comment ces astres, s’ils étaient à l’origine de même composition, ont différemment évolué en fonction de leurs tailles. Une étape passionnante avant que l’engin spatial n’entame un long voyage vers sa prochaine cible. Un objet transneptunien dont le choix, parmi deux candidats possibles, n’est pas encore défini.

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