Crédit :NASA
Pluton a été découvert en 1930 par l'astronome Clyde Tombaugh. Depuis des décennies, peu de détails étaient connus sur l'ancienne planète. Nous avons supposé que c'était un gelé, monde endormi.
Une fois le télescope Hubble opérationnel, nous avons commencé à mieux connaître Pluton. Nous avons découvert que Pluton a des lunes, bien que leur arrangement planète-lune soit inhabituel. Puis, en 2006, l'Union astronomique internationale (UAI) a redéfini ce que signifie planète, et Pluton a été reléguée au statut de planète naine (planète naine de glace, pour être exact).
Après des années à essayer de comprendre Pluton avec Hubble, La mission New Horizons de la NASA a été lancée. Le vaisseau spatial New Horizons est arrivé à Pluton à l'été 2015, faisant son approche au plus près le 14 juillet, 2015. New Horizons a changé la donne en ce qui concerne notre compréhension de Pluton et de ses lunes.
Les caméras de New Horizons nous ont donné des images haute résolution de Pluton qui étaient beaucoup plus détaillées que les images de Hubble. Et ces images couvrent une grande partie de la surface de Pluton. Mais New Horizons voyageait rapidement, à 50 ans, 700 kilomètres par heure (31, 500 milles à l'heure). Puisque la durée du jour de Pluton est supérieure à six jours terrestres, New Horizons avait disparu avant que la face cachée ne soit vue de près. Il n'est jamais entré en orbite autour de Pluton.
Le vaisseau spatial New Horizons de la NASA a capturé cette image de Spoutnik Planitia - une étendue glaciaire riche en azote, glaces de monoxyde de carbone et de méthane - qui forment le lobe gauche d'un élément en forme de cœur à la surface de Pluton. En raison de la vitesse du vaisseau spatial et de la durée du jour de Pluton, La face cachée de Pluton n'est pas aussi bien représentée. Crédit :NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
Par conséquent, les meilleures images de Pluton sont celles de ce qu'on appelle "l'hémisphère de la rencontre". C'est le côté de Pluton qui contient Spoutnik Planitia, et cela ne fait pas face à la lune de Pluton Charon. (Pluton et Charon sont étroitement liés l'un à l'autre.)
La pénurie relative d'images haute résolution de la face cachée de Pluton a frustré les scientifiques. Il y a des images de l'approche de New Horizons vers Pluton, elles ne sont tout simplement pas aussi haute résolution que les images du côté de la rencontre, puisque le vaisseau spatial était plus loin lorsque ce côté de Pluton était visible.
Une nouvelle étude intitulée "Pluton's Far Side" examine le côté non-rencontre de Pluton, et essaie de créer une compréhension intégrée du terrain et des caractéristiques qui s'y trouvent. Les auteurs de l'étude proviennent de diverses institutions, dont l'Institut lunaire et planétaire, le Centre de recherche Ames de la NASA, et l'Université Johns Hopkins. Le premier auteur est Alan Stern du Southwest Research Institute.
Carte cylindrique globale, centré à 0°E, illustrant la variation d'échelle de pixels de la meilleure imagerie panchromatique New Horizons à travers Pluton. La région noire de l'hémisphère sud n'a pas été imagée par New Horizons car elle était dans l'obscurité hivernale pendant le survol. Crédit :NASA/New Horizons/S. A. Stern et al., 2019
New Horizons a une suite d'instruments à bord, y compris l'imageur de reconnaissance à longue portée (LORRI) et la caméra d'imagerie visuelle multispectrale (MVIC). Ces instruments nous ont donné la vue haute résolution du côté rencontre de Pluton que nous avons tous appréciée. New Horizons était beaucoup plus loin lorsqu'il a capturé des images de la face cachée de Pluton, mais cela nous a quand même donné de bien meilleures images qu'avant.
L'étude montre que le côté rencontre de Pluton est assez différent de l'autre côté. Le côté rencontre est dominé par une fonctionnalité appelée Spoutnik Planitia, un couvert de glace, bassin à haut albédo. La face cachée n'a rien de tel.
D'autres manières, les deux côtés sont similaires. New Horizons a trouvé des fonctionnalités appelées "terrains à lames" dans les régions orientales du côté de la rencontre. Ces mêmes caractéristiques, qui sont des éclats verticaux de glace de méthane jusqu'à 300 mètres (1000 pieds) de hauteur, ont été trouvés de l'autre côté, trop. En réalité, ils semblent répandus sur Pluton, et se trouvent sur la moitié de la surface de la planète.
Les images du côté non-rencontre de Pluton ont une résolution inférieure à celle des images du côté rencontre, mais ils contiennent toujours des informations importantes qui aident à caractériser cette partie de la planète naine. Les noms en italique sont informels, d'autres sont formels. Crédit d'image :NASA/New Horizons/S. A. Stern et al., 2019
Les scientifiques pensent que les caractéristiques du terrain lamellaire de Pluton se forment d'une manière similaire aux caractéristiques des pénitentes trouvées dans les Andes chiliennes. Ces caractéristiques se forment lorsque la neige se sublime. Cependant, penitentes sont beaucoup plus petits et n'atteignent qu'une hauteur d'environ cinq mètres (16 pieds).
Les auteurs du nouvel article soulignent la difficulté de caractériser ces caractéristiques en raison de la faible résolution des images. Dans le journal, ils disent, « ... la caractérisation de l'unité pour la FS [côté éloigné] doit être basée principalement sur les variations d'albédo observées en imagerie d'approche en basse phase, quelque peu aidée par l'interprétation des images latérales proches. » Cela aide que New Horizons ait pris des images de Pluton alors qu'il éclipsait le soleil, révélant le limbe de la planète, et l'équipe de recherche a utilisé ces images pour déduire l'altitude des caractéristiques de l'autre côté.
La nouvelle recherche montre également une région de l'autre côté de Pluton qui est pleine de taches sombres et de lignes qui se croisent. L'équipe de chercheurs a pu caractériser cette région à l'aide des images de la face cachée elles-mêmes, mais aussi en examinant les caractéristiques de l'autre côté de la planète. Dans ce cas, les taches et les lignes d'intersection sont opposées à la caractéristique proéminente de Spoutnik Planitia.
Une image du terrain en lame du côté de la rencontre de Pluton. Le même terrain a été trouvé de l'autre côté. Les scientifiques pensent qu'ils sont faits de glace de méthane et sont formés par sublimation. Crédit :NASA/JHUAPL/SwRI
Spoutnik Planitia peut être un cratère d'impact, et cet impact aurait envoyé des ondes de choc autour de la planète naine qui auraient pu créer la région des caractéristiques sombres et des caractéristiques linéaires du côté opposé. Mercure a une situation similaire, où le bassin de Caloris, l'un des plus grands cratères d'impact du système solaire, se trouve juste en face de ce qu'on appelle le "terrain étrange" de Mercure. Le terrain étrange a des caractéristiques linéaires un peu comme la face cachée de Pluton, et peut avoir été formé lorsque l'impact du bassin de Caloris a envoyé des ondes de choc autour de Mercure, rendez-vous de l'autre côté.
Ces résultats ne sont qu'un avant-goût alléchant de la face cachée de Pluton. Comme le disent les auteurs dans leur article, "Les progrès futurs de la géologie lointaine, la géophysique et les études de composition bénéficieraient énormément d'un orbiteur Pluton."
Il y a des questions sur le nain de glace auxquelles seul un orbiteur peut répondre :
Un exemple des pénitentes de l'extrémité sud de la plaine de Chajnantor au Chili. Bien que ces formations de glace n'atteignent que quelques pieds de hauteur, tandis que le terrain en lame de Pluton atteint des centaines de pieds, ils ont tous deux des crêtes acérées similaires et se forment par sublimation et érosion. Crédits :Wikimedia Commons/ESO
Carte géologique de la face cachée de Pluton montrant les unités géologiques identifiées par l'analyse de l'imagerie New Horizons, spectral, et les données de topographie des membres. Crédit :NASA/New Horizons/S. A. Stern et al., 2019
Bassin d'impact Caloris de Mercure
Une illustration du Pluto Orbiter et de l'atterrisseur conceptuels compatibles Fusion à Pluton. Crédit :Princeton Satellite Systems, NASA/JHUAPL/SwRI
Il est question d'envoyer un orbiteur sur Pluton, bien que les auteurs disent qu'une telle mission est dans au moins deux décennies. Mais une proposition pourrait réduire ce temps.
Le Pluto Orbiter and Lander compatible avec la fusion était une proposition de 2017 financée par la NASA qui suggérait qu'un entraînement à fusion directe (DFD) pourrait envoyer un 1, 000kg. (2200 lb.) orbiteur vers Pluton en seulement quatre ans de temps de voyage, qui est plus de deux fois plus rapide que New Horizons. Des DFD sont en cours d'élaboration, mais nous ne les avons pas encore.
A plus court terme, c'est à la prochaine génération de télescopes en cours de construction de nous donner un meilleur aperçu de Pluton. Ces télescopes, comme le télescope de 30 mètres et le télescope géant de Magellan, nous donnera des vues de la planète naine de glace à une résolution beaucoup plus grande que celle de Hubble.
