L'avertissement inquiétant - "l'hiver arrive", popularisé par la série fantastique Game of Thrones – s'applique également à Pluton.

L'atmosphère ténue de la planète naine semble être sur le point de s'effondrer en raison d'un changement de saison et de conditions plus froides, selon des recherches qui seront publiées dans la revue Astronomy &Astrophysics.

Découvert en 1930, ce n'est que vers 1980 que les astronomes ont commencé à soupçonner que Pluton pourrait avoir une atmosphère. Cette atmosphère a été découverte provisoirement en 1985 et pleinement confirmée par des observations indépendantes en 1988.

À l'époque, les astronomes n'avaient aucun moyen de savoir quels changements dramatiques attendaient la mince enveloppe d'azote du petit monde, méthane et hydrocarbures.

Une coïncidence cosmique

Par une coïncidence cosmique, les dernières décennies du 20e siècle et les premières décennies du 21e ont également vu un alignement chanceux de la Terre, Pluton et les champs stellaires denses du centre lointain de la Voie lactée.

Cette coïncidence signifie que Pluton passe relativement souvent entre nous et une étoile d'arrière-plan. Quand cela arrive, son ombre tombe sur la Terre, un événement que les astronomes appellent une occultation.

Lors d'une occultation, tout observatoire qui se trouve dans le chemin de l'ombre peut regarder l'étoile sembler disparaître lorsque Pluton passe devant elle, puis réapparaître au fur et à mesure que les alignements planétaires changent. Pour un endroit donné à la surface de la Terre, une occultation de Pluton dure au maximum quelques minutes.

La technique des occultations a été largement utilisée pour étudier les orbites, anneaux, lunes, formes et atmosphères des mondes du système solaire extérieur, y compris les astéroïdes, comètes, planètes et planètes naines.

En comparant ce que les observateurs voient à différents endroits sur Terre, la taille et la forme du monde occultant peuvent être déterminées. Si l'objet a une atmosphère, puis pendant quelques brèves secondes pendant que la lumière des étoiles s'éteint puis se rallume, la lumière des étoiles peut être altérée par absorption et réfraction lorsqu'elle traverse l'atmosphère planétaire.

Depuis les premières mesures d'occultation réussies dans les années 1980, une succession d'observations ont établi des mesures de plus en plus précises du rayon de Pluton, ainsi que d'affiner continuellement notre compréhension de la température et de la pression de son atmosphère.

Longue orbite et saisons

Comme la Terre, Pluton a un cycle saisonnier dû à l'inclinaison de ses pôles par rapport au plan de son orbite. Au cours de la longue année de Pluton – l'équivalent de 248 années terrestres – d'abord le pôle nord, puis le pôle sud sont orientés vers le Soleil lointain.

Mais contrairement à la Terre, L'orbite de Pluton est étirée en une forme elliptique extrême. Son orbite est tellement allongée que sa distance au Soleil varie de 4,4 à 7,4 milliards de kilomètres (30 à 50 fois la distance Terre-Soleil).

Par contre, La distance de la Terre au Soleil ne varie que de 3,4% sur un an. L'atmosphère de Pluton a été découverte juste avant que Pluton n'atteigne son approche la plus proche du Soleil, qui s'est passé en 1989.

Depuis 1989, Pluton s'est retiré du Soleil. Les températures ont baissé en conséquence.

Sous pression

Au moment où Pluton a commencé à s'éloigner du soleil, les astronomes s'attendaient à ce que cela fasse chuter sa pression atmosphérique, de la même manière que la pression dans un pneu d'automobile diminue avec le froid et augmente avec la chaleur. Au contraire, les observations de 1988 à 2016 ont montré une augmentation constante de la pression atmosphérique.

Juste avant l'arrivée de la sonde New Horizons de la NASA en 2015, des mesures d'occultation ont découvert que la pression atmosphérique sur Pluton a triplé depuis 1988 (l'équivalent sur Terre serait de comparer la pression au sommet du mont Everest à celle au niveau de la mer).

Quelle est la cause de l'écart ? Toute pensée que les mesures d'occultation étaient erronées a été bannie par la Radio Science Experiment (REX) à bord de New Horizons, qui a renvoyé des mesures directes en accord avec les observateurs terrestres.

La nouvelle recherche a résolu le mystère en utilisant un modèle saisonnier pour le transport de gaz et de glace autour de la surface de la planète.

Même si Pluton s'éloigne chaque année du Soleil, son pôle nord est continuellement éclairé par le soleil pendant cette partie de son orbite, provoquant le retour de sa calotte glaciaire d'azote en phase gazeuse.

Ceci explique l'augmentation rapide de la pression atmosphérique au cours des trois dernières décennies.

Mais la modélisation climatique montre que cette tendance ne se poursuivra pas.

L'hiver arrive vraiment

Pluton continuera de s'éloigner du Soleil jusqu'en 2113, et la faible lumière du soleil ne suffira pas à réchauffer de la même manière les régions polaires du sud.

Pendant le long automne et l'hiver nordiques, L'atmosphère de Pluton devrait s'effondrer, givrant sur la surface comme de la glace sur un pare-brise de voiture par une nuit d'hiver claire et froide.

Au plus bas, l'atmosphère devrait avoir moins de 5% de sa pression actuelle. La combinaison de l'approche rapprochée de Pluton du Soleil et du printemps de l'hémisphère nord ne se reproduira pas avant l'année 2237.

Jusque là, il sera d'une importance cruciale de tester notre compréhension des modèles atmosphériques planétaires dans des conditions de basse température et de basse pression extrêmes grâce à des mesures d'occultation continues.

Mais ces opportunités deviendront moins fréquentes à mesure que l'orbite de Pluton s'éloignera des champs d'étoiles denses du centre galactique qui nous ont aidés à faire les observations.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.