Sous le "cœur" de Pluton gît un rhume, océan de neige fondue de glace d'eau, selon les données de la mission New Horizons de la NASA. Dans un article publié aujourd'hui dans la revue La nature , l'équipe Nouveaux Horizons, dont des chercheurs du MIT, rapporte que la caractéristique de surface la plus importante de la planète naine - une région en forme de cœur nommée Tombaugh Regio - peut abriter un renflement, visqueux, l'océan liquide juste sous sa surface.

L'existence d'un océan souterrain peut résoudre une énigme de longue date :pendant des décennies, les astronomes ont observé que Tombaugh Regio, qui est la région la plus brillante de Pluton, s'aligne presque exactement à l'opposé de la lune de la planète naine, Charon, dans une orientation verrouillée qui a manqué d'explication convaincante.

Une épaisse, océan lourd, les nouvelles données suggèrent, peut avoir servi d'« anomalie gravitationnelle, " ou poids, ce qui tiendrait compte fortement du bras de fer gravitationnel de Pluton et Charon. Sur des millions d'années, la planète aurait tourné, alignant son océan souterrain et la région en forme de cœur au-dessus de lui, presque exactement en face le long de la ligne reliant Pluton et Charon.

"Pluton est difficile à comprendre à tant de niveaux différents, " déclare Richard Binzel, co-investigateur de New Horizons, professeur de terre, sciences atmosphériques et planétaires au MIT. Binzel est également professeur conjoint d'ingénierie aérospatiale et membre du corps professoral du MIT Kavli Institute. "Les gens s'étaient demandé si vous pouviez obtenir une couche d'eau souterraine quelque part sur Pluton. Ce qui est surprenant, c'est que nous aurions des informations à partir d'un survol qui donneraient un argument convaincant quant à la raison pour laquelle il pourrait y avoir un océan souterrain là-bas. Pluton continue simplement à nous surprendre."

Caractéristiques d'un survol

Le 19 janvier, 2006, Nouveaux horizons, un vaisseau spatial de la taille d'un petit piano à queue, lancé de Cap Canaveral, Floride, lors d'un voyage de neuf ans vers la lointaine planète naine du système solaire. Le 14 juillet, 2015, la sonde s'est approchée de Pluton et a passé les trois mois suivants à observer sa surface avant de terminer le survol et de continuer jusqu'à la ceinture de Kuiper.

Lors de son survol de Pluton, New Horizons a collecté des mesures de caractéristiques de surface, y compris les dimensions du brillant de Pluton, région en forme de coeur. En particulier, le vaisseau spatial s'est concentré sur une région circulaire dans son "ventricule gauche, " nommé Spoutnik Planitia, qui est considéré comme un bassin d'impact géant. A partir des mesures de la sonde, Binzel et ses collègues ont déterminé la taille et la profondeur de Spoutnik Planitia.

"C'est similaire en taille proportionnelle aux plus grands bassins sur Mercure et Mars, " dit Binzel.

Les chercheurs ont déterminé que la région en forme de cœur, et Spoutnik Planitia en particulier, est aligné presque exactement à l'opposé de Charon.

"Les données de New Horizons disent que ce n'est pas seulement en face de Charon, mais c'est vraiment proche d'être presque exactement le contraire, " dit Binzel. " Alors nous avons demandé, quelle est la chance que cela se produise au hasard? Et c'est à moins de 5% que ce serait si parfaitement opposé. Et puis la question devient, qu'est-ce qui a causé cet alignement ? »

Un océan visqueux

Le bassin massif apparaît également extrêmement lumineux par rapport au reste de la planète, et la raison, les données de New Horizons suggèrent, c'est qu'il est rempli de glace à l'azote gelée.

Précédemment, Binzel et l'équipe de New Horizons avaient trouvé des preuves que cet azote liquide pouvait être constamment rafraîchissant, ou convection, en raison d'un point faible au fond du bassin. Ce point faible peut laisser la chaleur monter à l'intérieur de Pluton pour convecter en permanence la glace, le faire bouillonner "comme des flocons d'avoine bouillants, " dit Binzel.

À l'équipe Nouveaux Horizons, un point faible dans le bassin de Spoutnik Planitia suggère que la croûte de la planète, surtout dans cette région, doit être assez fin. Si un impacteur massif a effectivement créé le bassin, il peut également avoir déclenché n'importe quel matériau sous la surface pour pousser la croûte mince vers l'extérieur, provoquant une « anomalie gravitationnelle positive, " ou un épais, masse lourde, cela aurait permis d'aligner la région par rapport à Charon.

Mais quel type de matériau créerait un poids gravitationnel suffisant pour réorienter la planète par rapport à sa lune ? Pour répondre à cela, l'équipe s'est tournée vers un modèle géophysique de l'intérieur de Pluton, travaillant dans les mesures du vaisseau spatial New Horizons.

"Pluton est assez petit pour qu'il soit presque presque refroidi mais qu'il ait encore un peu de chaleur, et c'est environ 2% du bilan thermique de la Terre, en termes de quantité d'énergie qui sort, " dit Binzel. " Nous avons donc calculé la taille de Pluton avec son flux de chaleur intérieur, et trouvé que sous Spoutnik Planitia, à ces températures et pressions, vous pourriez avoir une zone de glace d'eau qui pourrait être au moins visqueuse. Ce n'est pas un liquide, océan qui coule, mais peut-être de la gadoue. Et nous avons découvert que cette explication était le seul moyen de reconstituer le puzzle qui semble avoir un sens. »

Un coeur glacial

En plus d'être aligné avec Charon, Le cœur de Pluton se trouve presque exactement à l'équateur - un endroit que l'étudiante diplômée et co-auteure de Binzel, Alissa Earle, a découvert peut avoir aidé la région à maintenir son alignement avec Charon fermement en place.

Dans un article séparé publié en ligne en septembre dans la revue Icarus, Earle a modélisé les températures de surface de Pluton sur des millions d'années et a découvert que, tandis que les pôles subissent des variations de température sauvages, avec de longs hivers glacials et tout aussi longs, étés chauds, l'équateur a des températures plus modérées. C'est parce qu'il passe le jour et la nuit assez régulièrement, tous les trois jours.

Earle a découvert que si de la glace brillante s'accumule aux pôles, il fond tout simplement lorsque l'été revient. Mais si cette même glace se forme près de l'équateur, il ne fait jamais assez chaud pour fondre.

"Ce qui rend l'équateur unique, c'est si vous y mettez un point lumineux, car il ne fait jamais trop chaud ou froid, alors le point lumineux restera toujours froid, " dit Earle. " Si la glace s'accumule à l'équateur, il peut s'y accrocher."

Earle a modélisé les températures de la région sur des millions d'années, en regardant l'inclinaison de l'axe de Pluton, son orientation vers le soleil, et sa rotation quotidienne. De tout cela, elle a découvert que la calotte glaciaire de Spoutnik Planitia a probablement persisté pendant des millions d'années. Le dépôt de glace de longue durée sur le "cœur" de Pluton a peut-être également joué un rôle dans l'orientation de la planète vers sa lune.

"Ce bassin est probablement là depuis longtemps et avait cette tache de glace brillante depuis très longtemps, " dit Earl. " Et cela a peut-être aidé à le faire tourner là où il est aujourd'hui. "