Pluton a longtemps été considéré comme un lointain, monde froid et presque mort, mais le premier vaisseau spatial à y passer l'année dernière a révélé de nombreuses surprises concernant cette lointaine planète naine.

Les données du survol de New Horizons ont fini de se télécharger sur Terre en octobre, et bien qu'il faudra de nombreuses années aux scientifiques pour terminer leur inventaire et modéliser les résultats, les premières études offrent des indices intrigants de sa chimie complexe, peut-être même une certaine forme de processus pré-biologiques sous la surface de Pluton. Couches complexes de brume organique; montagnes de glace d'eau provenant d'un processus géologique inconnu ; des matières organiques possibles à la surface ; et un océan d'eau liquide en dessous - toutes ces caractéristiques indiquent un monde avec beaucoup plus de dynamisme que les scientifiques ne l'ont longtemps supposé.

"Le lien avec l'astrobiologie est immédiat, c'est juste devant votre visage. Vous voyez des matières organiques, eau et énergie, " a déclaré Michael Summers, un planétologue de l'équipe New Horizons qui se spécialise dans la structure et l'évolution des atmosphères planétaires.

Summers a co-écrit deux articles de recherche sur le sujet, avec le premier, "La photochimie de l'atmosphère de Pluton éclairée par de nouveaux horizons, " publié dans la revue Icare en septembre. Le deuxième papier, "Contraints on the Microphysics of Pluto's Photochemical Haze from New Horizons Observations" est sous presse dans la même revue.

Brume collante

En regardant d'abord les images de Pluton, Summers s'est souvenu d'un monde qu'il a étudié pendant des décennies alors qu'il travaillait à l'Université George Mason. Titan, une lune de Saturne de couleur orange glacée, est la seule lune du système solaire avec une atmosphère substantielle et un cycle hydrologique liquide (méthane). Il a la chimie des hydrocarbures, y compris les lacs d'éthane et de méthane qui contiennent des composés qui peuvent être des précurseurs de la chimie nécessaire à la vie.

Contrairement à Titan, L'atmosphère de Pluton est mince et clairsemée, avec de la brume atteignant au moins 200 kilomètres (125 miles) au-dessus de la surface, au moins dix fois plus élevé que prévu par les scientifiques. Mais au-dessus de 30 km (19 miles), Pluton affiche un paradoxe similaire à Titan avec une condensation qui se produit dans une région dont la température est trop chaude pour que des particules de brume se produisent.

Le vaisseau spatial Cassini de la NASA a vu la même bizarrerie dans les parties les plus élevées de l'atmosphère de Titan (l'ionosphère) à environ 500 à 600 kilomètres au-dessus de la surface (environ 310 ou 370 miles). Grâce à la modélisation, les scientifiques ont déterminé que la condensation est en partie le résultat de la photochimie de Titan, où la lumière ultraviolette décompose le méthane, provoquant la formation d'hydrocarbures.

"Cette formation de brume est initiée dans l'ionosphère, où se trouvent des particules chargées électriquement (électrons et ions), " dit Summers. " Les électrons s'attachent aux hydrocarbures et les font coller les uns aux autres. Ils deviennent très stables, et lorsqu'ils tombent dans l'atmosphère, ils se développent grâce à d'autres particules qui s'y collent. Plus ils sont gros, plus ils tombent vite. Sur Titan, au fur et à mesure que vous descendez dans l'atmosphère, les particules de brume deviennent plus nombreuses et beaucoup plus grosses que sur Pluton"

En rétrospective, Summers a déclaré qu'il n'aurait pas dû être trop surprenant que Pluton ait probablement le même processus. Comme Titan, il a une atmosphère d'azote avec du méthane comme composant mineur. La principale différence, cependant, l'atmosphère de Pluton n'est qu'à 10 millibars à la surface, par rapport au 1,5 bar de Titan. (Un bar est une unité métrique de pression, avec 1 barre égale à 10, 000 unités pascales, ou légèrement inférieure à la pression atmosphérique moyenne sur Terre au niveau de la mer.) La différence de pression atmosphérique des deux corps affecte également la forme des particules de brume car les particules de Titan mettent beaucoup plus de temps à tomber à la surface et deviennent finalement sphériques, tandis que les particules de brume de Pluton tombent plus rapidement et se transforment en fractales.

Molécules complexes

Avec la production possible d'hydrocarbures et de nitriles (une autre molécule organique) sur Pluton, une préchimie encore plus intéressante pour la vie pourrait avoir lieu, dit Summers. "Vous pouvez commencer à construire des molécules prébiotiques complexes, " dit-il. Un exemple est le cyanure d'hydrogène, peut-être une molécule clé menant à la chimie prébiotique.

Ce qui est aussi abondant sur Titan, ce sont les tholins, composés organiques complexes créés lorsque la lumière ultraviolette du Soleil frappe les particules de brume. C'est rare sur Terre, mais commun sur Titan et peut avoir contribué à sa couleur orange. Il y a aussi une teinte rougeâtre sur certaines parties de la surface de Pluton, qui pourrait provenir d'une couche de tholins, dit Summers.

Son calcul rapide estime que ces tholins pourraient avoir une épaisseur de 10 à 30 mètres, fournissant plus de matière organique par mètre carré qu'une forêt sur Terre. Ce matériau peut également modifier sa composition chimique lorsque les rayons cosmiques (particules de rayonnement à haute énergie) frappent la surface.

Curieusement, du matériel rougeâtre a également été repéré près des volcans de glace de Pluton, ou caldeiras. Il est possible que la planète naine ait un océan souterrain similaire à celui suspecté sur Titan, Encelade de Saturne et Europe de Jupiter. Ces lunes, cependant, avoir une source d'énergie marémotrice à l'intérieur, créé en orbite autour de leurs énormes planètes centrales et en interagissant gravitationnellement avec d'autres lunes. Pluton est dépourvu d'un tel chauffage, mais il est possible que la radioactivité à l'intérieur garde le liquide à l'intérieur, dit Summers.

"Ce sont les choses dont vous avez besoin pour la vie :les produits organiques, matière première et énergie, " dit Summers.

Bien qu'il soit exagéré en ce moment de dire que Pluton est hospitalier pour la vie, Summers a déclaré qu'il avait hâte de faire plus de mannequinat. "J'ai étudié Pluton toute ma vie, et je ne m'attendais jamais à parler de ces choses là."

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation du magazine Astrobiology de la NASA. Explorez la Terre et au-delà sur www.astrobio.net .