La planète naine Pluton vue par la sonde New Horizons, à 450.000 km de distance, au matin du 14 juillet 2015. De l'azote liquide semble avoir coulé à sa surface. © Nasa, John Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute

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De l'azote liquide coulait sur Pluton

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Plusieurs images détaillées de la surface de Pluton ont été dévoilées ces derniers mois. Elles suggèrent l'existence d'une structure ressemblant à un ancien lac ainsi que des veines arborescentes qui pourraient être le lit d'anciennes rivières. Étonnement, celles-ci auraient pu drainer de l'azote liquide (et non de l'eau), comme le propose une équipe scientifique qui a modélisé le climat passé de cette planète naine située aux confins du Système solaire. Pluton n'a pas fini de nous surprendre.

Comme on l'a vu à maintes reprises, au fil des images et mesures transmises par la sonde New Horizons depuis son survol inédit du 14 juillet 2015, Pluton est une planète naine d'une richesse géologique fascinante et complexe, témoignant d'une activité variable entretenue depuis des milliards d'années. C'est impressionnant pour un monde plus petit que la Lune qui se promène si loin du Soleil, entre 4,4 et 7,3 milliards de km (en moyenne, 39 fois la distance entre la Terre et le Soleil).

Par petites touches, l'astre continue de se dévoiler. Parmi ses traits géomorphologiques les mieux connus, citons la mosaïque de la vaste plaine nommée Spoutnik, la moitié gauche du grand cœur, façonnée par des nappes de glace d'azote visqueuse en mouvement. Celles-ci semblent s'écouler en surface vers les bords où, par ailleurs, sont observées des montagnes de glace d’eau disloquées et à la dérive.

En marge de cette formation, l'équipe a repéré plusieurs environnements étonnants comme, par exemple, au sud, des dômes qui pourraient très bien être des cryovolcans. Plus incroyable encore, il y a, plus au nord, une tache claire d'une trentaine de kilomètres de long qui évoque un lac plus ou moins asséché et, aussi, plusieurs structures arborescentes qui font penser à des vallées fluviales. Des rivières sur Pluton ? Cela paraît si peu probable. Et pourtant, leur existence peut être expliquée dans le cadre de variations climatiques sur de grandes échelles de temps, comme le propose l'enquête de l'équipe scientifique de New Horizons. Mais attention, ce n'est pas de l'eau qu'elles drainaient, mais de l'azote liquide...

Planisphère de Pluton. Puisque la planète naine est inclinée à 120°, une grande partie de son hémisphère sud (tiers inférieur) était plongée dans l’obscurité lors de la visite de New Horizons en juillet 2015. Une longue nuit hivernale commencée il y a plusieurs décennies (la période orbitale de Pluton est d’environ 248 ans). Au centre, épousant l’équateur de l’astre, la bande sombre baptisée Cthulhu, est la seule région à ne jamais subir de nuits polaires et reste donc la plus exposée au Soleil, ce qui fait fuir les matériaux les plus volatils. (Cliquez sur l'image pour l'agrandir.) © Nasa, JHUAPL, SwRI

Une atmosphère plus dense dans le passé

Lors des 47e Lunar and Planetary Science Conference (LPSC) qui se sont déroulées à Houston (Texas, États-Unis) entre le 21 et le 25 mars, le directeur de la mission New Horizons, Alan Stern, du Southwest Research Institute, et son collègue du MIT (Massachusetts Institute of Technology), Richard Binzel, ont éclairé l'histoire géologique de la planète naine et l'origine de plusieurs de ses reliefs actuels en mettant en évidence un super cycle de Milankovitch. C'est à ce dernier, rappelons-le, que sont imputés les cycles glaciaires et interglaciaires sur Terre, en raison des variations dans l'excentricité de l'orbite de notre planète, de l'inclinaison de son axe de rotation et de la précession des équinoxes (l'axe oscille comme une toupie...).

Pour Pluton, il en serait de même, mais de façon plus extrême. Ses changements d'obliquité ne sont en revanche pas de l'ordre d'un degré, comme pour notre douillette Planète bleue, mais de plus de 20 degrés sur plusieurs centaines de milliers d'années. Actuellement inclinée à 120°, la planète naine se balance entre 103 et 127°. La taille des régions exposées au Soleil varie ainsi au fil du temps, ce qui a pour corollaire de modifier les propriétés de l'atmosphère. Il est apparu dans leurs modèles que la pression atmosphérique, actuellement de 10 microbars, a pu être 1.000 à 10.000 fois plus élevée dans un lointain passé, si bien qu'au maximum, elle a pu être supérieure à celle de Mars de 4 à 40 fois. « Cela ouvre la possibilité que de l'azote liquide ait pu couler une ou plusieurs fois à la surface de Pluton », considère Alan Stern.

À gauche : structures dendritiques ou arborescentes observées au nord-est de la plaine Spoutnik. Au centre : réseau de vallées situé au nord-ouest de Spoutnik. À droite : possible ancien lac observé près de la bordure nord de Spoutnik. Chacun de ces environnements suggère que la pression atmosphérique et la température étaient plus élevées dans le passé. © Nasa, JHUAPL, SwRI

Dans ces conditions, il est en effet envisageable que la température et la pression dépassent le point triple de l'azote. On peut même imaginer un cycle hydrologique (évaporation, brume, écoulements, etc.). Aussi, ce qui ressemble à un lac qui s'est progressivement vidé, a pu être rempli d'azote il y a des millions d'années via ces rivières. Peut-être y avait-il aussi une mer... ?

Pour en savoir plus, il faudra encore être patient : « Nous commençons juste à comprendre le climat de Pluton à long terme », déclare Richard Binzel. À présent l'astre est entre les deux extrémités de ces variations climatiques.

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