Image mosaïque reconstituée à partir des observations de New Horizons, montrant la vaste région gelée de Sputnik Planitia au centre. © Nasa/JHUAPL/SwRI
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Pluton : la dynamique des glaces d'azote dans la plaine Sputnik enfin expliquée ?

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En étudiant Sputnik Planitia, un vaste cratère d'impact empli de glaces d'azote, de méthane et de monoxyde de carbone, la sonde New Horizons avait observé des formes polygonales séparées par de petits creux à la surface de la glace. Après plusieurs hypothèses ne faisant pas consensus, une équipe de scientifiques français et britanniques suggère que des mouvements de convection, prenant origine dans la sublimation de l'azote, pourraient créer ces formes à la surface.

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[EN VIDÉO] New Horizons survole la surface gelée de Pluton  Lors de son survol de Pluton, la sonde New Horizons a capturé des images très détaillées de sa surface. Elles ont permis ce montage vidéo, où l'on découvre pour la première fois la région de Tombaugh, les montagnes de Norgay ainsi que la plaine glacée Spoutnik. 

Situé dans la ceinture de Kuiper, Pluton est un corps tellurique à la surface très froide (-236 °C en moyenne), du fait de sa très grande distance au Soleil (en moyenne 39,5 ua, soit près de 6 milliards de kilomètres). Sa surface est recouverte de glaces d'eau, de méthane, d'azote et de monoxyde de carbone. Cette planète naine possède par ailleurs une atmosphère composée d'azote, de méthane et de monoxyde de carbone, soit une composition très proche de celle des glaces de surface. Cette atmosphère est très ténue : la pression à la surface de Pluton n'est que de 15 µbars, soit 100.000 fois moins que sur Terre.  

Des interactions entre les glaces en surface et l’atmosphère

Le lien entre les glaces de surface et l'atmosphère plutonienne semble relativement bien établi : du fait de l'action du rayonnement solaire sur la surface de Pluton, une partie de la glace présente va se sublimer (passage de l'état solide à l'état gazeux), enrichissant l'atmosphère plutonienne en composés initialement gelés. À l'inverse, quand la température chute, une partie de l'atmosphère va se condenser pour former des glaces en surface. Ces cycles de sublimation/condensation sont d'ailleurs fortement impactés par la forte excentricité de l'orbite plutonienne.  

Des formes étonnantes à la surface des glaces de Sputnik Planitia

Depuis son premier survol de Pluton en 2015, la sonde New Horizons a pu capturer des images de nombreuses régions de la surface de la planète naine, dont Sputnik Planitia, un grand bassin d'impact qui aurait par la suite été rempli de glaces d'azote, de méthane et de monoxyde de carbone en proportions mineures. 

Une partie de Sputnik Planitia montrant des formes polygonales à sa surface. © Nasa/JHUAPL/SwRI

Ce qui a attiré l'œil des scientifiques, ce sont les cicatrices présentes à la surface de ce mélange de glace, en forme de polygones plats délimités par de petits creux étroits. Plusieurs hypothèses avaient déjà été proposées pour expliquer ces caractéristiques (flux de chaleur, gradient de température dans la couche de glace), sans qu'aucune ne puisse expliquer une telle topographie de surface. 

La sublimation de l’azote en cause

Grâce à de nombreuses simulations numériques, l'équipe de chercheurs affirme avoir compris le mécanisme à l'origine de ces formes : du fait de la sublimation -- passage de l'état solide à gazeux, sans passage par l'état liquide -- de l'azote à la surface de Pluton, un refroidissement local entraine des mouvements de convection dans les couches de glace, remodelant ainsi sa surface. La couche de glace serait donc perpétuellement remodelée, au gré des cycles de sublimation/condensation à la surface de Pluton.

D'après les scientifiques de l'étude, une telle dynamique pourrait être observée sur d'autres régions de la surface de Pluton, ou encore à la surface d'autres corps froids, tels que Triton (satellite de Neptune), ou encore Éris (un des plus gros corps de la ceinture de Kuiper).

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