Le "cœur glacé" de Pluton est un brillant, caractéristique à deux lobes sur sa surface qui a attiré les chercheurs depuis sa découverte par l'équipe de la NASA New Horizons en 2015. Le lobe occidental du cœur est particulièrement intéressant, officieusement nommé Spoutnik Planitia, un bassin profond contenant trois sortes de glaces :l'azote gelé, méthane et monoxyde de carbone - et apparaissant en face de Charon, La lune verrouillée par les marées de Pluton. Les attributs uniques de Spoutnik Planitia ont stimulé un certain nombre de scénarios pour sa formation, qui identifient tous la caractéristique comme un bassin d'impact, une dépression créée par un corps plus petit frappant Pluton à une vitesse extrêmement élevée.

Une nouvelle étude dirigée par Douglas Hamilton, professeur d'astronomie à l'Université du Maryland, suggère plutôt que Spoutnik Planitia s'est formé au début de l'histoire de Pluton et que ses attributs sont des conséquences inévitables des processus évolutifs. L'étude a été publiée dans la revue La nature le 1er décembre 2016.

"La principale différence entre mon modèle et les autres est que je suggère que la calotte glaciaire s'est formée tôt, quand Pluton tournait encore vite, et que le bassin s'est formé plus tard et non à partir d'un impact, " dit Hamilton, qui est l'auteur principal de l'article. "La calotte glaciaire fournit une légère asymétrie qui se verrouille vers ou loin de Charon lorsque la rotation de Pluton ralentit pour correspondre au mouvement orbital de la lune."

En utilisant un modèle qu'il a développé, Hamilton a découvert que l'emplacement initial de Spoutnik Planitia pouvait s'expliquer par le climat inhabituel de Pluton et son axe de rotation, qui est incliné de 120 degrés. En comparaison, L'inclinaison de la Terre est de 23,5 degrés. La modélisation des températures de la planète naine a montré qu'en moyenne sur l'orbite de 248 ans de Pluton, les 30 degrés de latitude nord et sud sont apparus comme les endroits les plus froids de la planète naine, beaucoup plus froid que l'un ou l'autre pôle. De la glace se serait naturellement formée autour de ces latitudes, y compris au centre de Spoutnik Planitia, qui est situé à 25 degrés de latitude nord.

Le modèle de Hamilton a également montré qu'un petit dépôt de glace attire naturellement plus de glace en réfléchissant la lumière et la chaleur solaires. Les températures restent basses, qui attire plus de glace et maintient la température basse, et le cycle se répète. Ce phénomène de rétroaction positive, appelé l'effet d'albédo d'emballement, conduirait finalement à une seule calotte glaciaire dominante, comme celui observé sur Pluton. Cependant, Le bassin de Pluton est nettement plus grand que le volume de glace qu'il contient aujourd'hui, suggérant que le cœur de Pluton a lentement perdu de la masse au fil du temps, presque comme s'il dépérissait.

Toutefois, l'unique calotte glaciaire représente un poids énorme à la surface de Pluton, assez pour déplacer le centre de masse de la planète naine. La rotation de Pluton a ralenti progressivement en raison des forces gravitationnelles de Charon, tout comme la Terre perd lentement de sa rotation sous des forces similaires de sa lune. Cependant, car Charon est si grand et si proche de Pluton, le processus a conduit Pluton à verrouiller une face vers sa lune en quelques millions d'années seulement. La grande masse de Spoutnik Planitia aurait eu 50% de chances de faire face directement à Charon ou de s'éloigner le plus possible de la lune.

"C'est comme une machine à sous Vegas avec seulement deux états, et Spoutnik Planitia s'est retrouvé dans cette dernière position, centré à 175 degrés de longitude, ", a déclaré Hamilton.

Il serait aussi facile pour la glace accumulée de créer son propre bassin, en appuyant simplement vers le bas, selon Hamilton.

"Le grand cœur de Pluton pèse lourd sur la petite planète, conduisant inévitablement à la dépression, " dit Hamilton, notant que le même phénomène se produit sur Terre :la calotte glaciaire du Groenland a créé un bassin et poussé vers le bas la croûte sur laquelle elle repose.

Alors que le modèle de Hamilton peut expliquer à la fois la latitude et la longitude de Spoutnik Planitia, ainsi que le fait que les glaces existent dans un bassin, plusieurs autres modèles ont également été présentés au 1er décembre Numéro 2016 de la revue La nature .

Dans l'un de ces journaux, Professeur de sciences de la Terre et des planètes à l'UC Santa Cruz Francis Nimmo, Hamilton et leurs co-auteurs ont modélisé comment Spoutnik Planitia aurait pu se former si son bassin avait été causé par un impact, comme celui qui a créé Charon. Leurs résultats ont montré que le bassin peut s'être formé après que Pluton a ralenti sa rotation, migrer que légèrement vers son emplacement actuel. Si ce scénario de formation tardive s'avère correct, les propriétés de Spoutnik Planitia peuvent suggérer la présence d'un océan souterrain sur Pluton.

"L'un ou l'autre modèle est viable dans les bonnes conditions, " a déclaré Hamilton. " Bien que nous ne puissions pas conclure définitivement qu'il y a un océan sous la coquille glacée de Pluton, nous ne pouvons pas non plus affirmer qu'il n'y en a pas."

Bien que Pluton ait été dépouillé de son statut de planète, une calotte glaciaire est une propriété étonnamment semblable à la Terre. En réalité, Pluton n'est que le troisième corps, la Terre et Mars étant les autres, connu pour posséder une calotte glaciaire. Les glaces de Spoutnik Planitia peuvent donc offrir des indices pertinents pour des glaces plus familières ici sur Terre.