Pluton : une planète venue du froid
1990/02/01 Henbest, N. Iturria: Elhuyar aldizkaria
Il y a une soixantaine d'années, un jeune astronome d'Arizona a commencé à explorer le ciel. Son but était de trouver une nouvelle planète, ce qui, au cours des milliers d'années, avait deux fois atteint. Dans un an, Clyde Tombaugh a découvert la nouvelle planète qu'il cherchait. Après avoir regardé les images photographiques de deux millions d'étoiles, il a rencontré une “étoile” avec mouvement. C'était la planète que nous connaissons aujourd'hui comme Pluton et qui était au-delà des frontières connues du système solaire.
Depuis sa découverte, il a donné plus de perplexité et plus de casse-tête que n'importe quelle autre planète.
Aujourd'hui, il y a des astronomes qui ne croient pas qu'il est si approprié d'appeler la planète: il serait peut-être plus approprié de le traiter comme un grand astéroïde.
Tombaugh croit que c'est la planète Pluton. Il en est convaincu et la Société astronomique internationale coïncide avec elle. Il y a donc officiellement neuf planètes dans le système solaire. Les six premières planètes, de Mercure à Saturne, ont été connues depuis la préhistoire. En 1781, un astronome amateur nommé William Herschel a découvert ce que nous connaissons aujourd'hui comme Uranus. Et en 1846, Johann Galle, astronome à l'Observatoire de Berlin, a découvert Neptune.
Dans les années suivantes, ni Neptune ni Uranus n'ont réalisé qu'ils ne suivaient pas toujours la même orbite et parmi les astronomes, on a pu constater que la neuvième planète existait. Les astronomes américains Pickering et Lowell prédirent que, au-delà de l'orbite de Neptune, il y avait une planète qui pesait plusieurs fois plus que la Terre.
Lowell a construit un observatoire du Flagstaff en Arizona pour étudier les «canaux» de Martitz et a utilisé ses télescopes pour rechercher la «planète X» prévisible jusqu'à sa mort en 1919.
Pour extraire les plaques photographiques qui pouvaient démontrer l’existence de la «planète X» en 1929, l’observatoire a construit un nouveau télescope. Le directeur a embauché Tombaugh pour une lourde exposition de plaques chaque soir et les analyser quotidiennement.
Le travail de Tombaugh consistait à comparer des plaques extraites quelques jours plus tôt pour voir s’il y avait des “étoiles” qui bougeaient. En 1930, Tombaugh regardait entre les étoiles des Gémeaux. Soudain, il a réalisé qu'un point de lumière était déplacé entre deux plaques tirées six nuits plus tôt. Le nom du dieu des espèces animales semblait approprié pour cette planète, exilé du côté obscur du système solaire.
Tombaugh a trouvé ce point à quelques degrés de la position suggérée par Lowell pour la planète X. En outre, l'orbite de Pluton était très semblable à celle des planètes prédites par Lowell et Pickering.
Mais il y avait un problème: Pluton était une lumière beaucoup plus lente que la planète X. C'était la raison pour laquelle les astronomes ont été négligés. On ne pouvait pas vraiment dire que la Planète X prévue à Pluton était la même.
La réponse a été trouvée en 1978. L'astronome Jim Christy pensait revoir certaines des photographies qui avaient été précédemment écartées, car l'image de Pluton apparaissait étirée, comme si pendant l'exposition le télescope s'était déplacé de manière improvisée. Christy se rendit compte que tandis que sur les plaques apparaissaient les étoiles bien définies et circulaires, seul Pluton apparaissait étiré. Cette image allongée était le résultat de deux images en cascade: Un membre de Pluton et une lumière plus lente. Christy a étudié les plaques extraites quelques années plus tôt et a découvert le même type d'image. Bob Harrington, compagnon de Christy, et Christy lui-même ont découvert que ces images correspondent à une lune qui passe une semaine environ en tournant Pluton à 20.000 kilomètres.
Sur la base de la loi gravitationnelle de Newton, Christy et Harrington ont aussitôt découvert Pluton et la masse combinée de sa lune. Cette masse a été trouvée autour de 1/500 de la masse terrestre. La planète X de Lowell devrait être plus lourde que la Terre pour influencer Uranus et Neptune. Pluton n’était donc pas “Planète X”.
Christy, le découvreur du nouveau satellite, a baptisé le satellite comme «Txaron» en l'honneur de son épouse Charlene.
Depuis que les premières photos de Pluton et Txaron ont été prises, certains astronomes ont obtenu des images dans lesquelles les deux corps sont séparés. Cela nous montre que les deux ont une taille similaire. La plupart des satellites ont la taille d'un petit pourcentage de la planète parente, à l'exception du quart de la taille de la Terre. Le diamètre de Txaron est la moitié de celui de Pluton. Par conséquent, la planète et sa lune ont leur orbite autour d'un centre commun de gravité qui se trouve entre les deux.
Comme notre Lune a toujours le même visage vers la Terre, Txaron a toujours le même visage en regardant Pluton. Dans les deux cas, la gravitation de la planète freine la rotation du satellite, étant obligé de maintenir la même orientation par rapport à la planète. Étant si grand avec Txaron Pluton, il freine aussi Pluton, de sorte que le côté de Pluton regarde toujours Txaron.
L'orbite de Pluton et Txaron par rapport au plan solaire est très inclinée. En regardant du sol, nous voyons parfois l'orbite dans un plan presque horizontal, donnant le sentiment que les deux corps tournent dans un cercle. Mais d'autres fois, nous ne le voyons pas comme ça. Pluton et Txaron vont avant le baptême, comme si l'une d'elles était l'orbite de l'autre. Les cachettes, ou la saison où l'on passe devant l'autre, ont lieu tous les 124 ans (la moitié du temps que Txaron et Pluton passent en tournant le soleil) et durent cinq ans.
En mars 1985, les astronomes ont découvert que le bord de l'orbite de l'un coupait le bord de l'orbite de l'autre. Ils virent qu'un corps cachait de plus en plus l'autre, jusqu'à ce qu'en 1987 et 1988 il se cachât complètement derrière Txaron Pluton, la partie la plus éloignée de l'orbite. Dans la partie la plus proche de chaque orbite, Txaron passa devant Pluton, cachant une partie de Pluton. Pour Octobre les deux apparaîtront en vue, XXII. Jusqu'au 20ème siècle.
Lorsque Pluton commence à se cacher dans Txaro, ou vice versa, toute la lumière du système doit être atténuée.
En mesurant exactement le temps écoulé depuis que le système commence à s'amortir jusqu'à ce qu'il brille à nouveau, Buie, astronome opérant à l'Institut des sciences de Baltimore, a calculé la taille des deux corps. La précision de la technique nous surprend plus que les résultats, car elle mesure la taille des corps à 4 milliards de kilomètres avec une précision de quelques kilomètres.
Pluton a un diamètre de 2284 kilomètres, tandis que Txaron a la moitié de la taille de Pluton, plus précisément 1192 kilomètres. Pluton a deux tiers du diamètre de la lune.
Malgré la connaissance des diamètres de Pluton et Txaron (de chacun), les caractéristiques des orbites ne permettent de connaître que toute la masse du système.
Sur la base des données fournies par l'espaceur Voyager sur la densité des satellites, les astronomes croyaient que Pluton était principalement composé d'eau glacée ou de glace de méthane, mais en grande partie Pluton a de la pierre. Des recherches plus précises, c'est ce qu'ils ont découvert, c'est que les trois quarts de Pluton sont des pierres et la plupart de l'autre pièce est de l'eau glacée et méthane dans un petit pourcentage.
La dissimulation entre Pluton et Txaron permet aux astronomes de réaliser pour la première fois une carte des caractéristiques superficielles des deux mondes. Encore une fois, vous devez mesurer avec précision la lumière du système. Bien qu'au début il semble une technique très simple, il faut une grande capacité d'ordinateur pour convertir les observations sur Pluton et Txaron en cartes. Buie a utilisé la soi-disant “méthode plus entropiagent”.
Compte tenu de ce qui apparaît sur la première carte de Pluton, la planète présente des casques brillants dans les pôles, probablement composés de méthane glacé. Ils sont trois ou quatre fois plus brillants que la partie la plus sombre de l'équateur. La zone de l'équateur est de couleur rougeâtre.
Buie conseille de faire attention à interpréter les zones sombres et brillantes de l'équateur. Selon lui, les taches de Pluton sont liées au nombre de méthanes superficiels. Une légère augmentation de la température permet l'évaporation du grand nombre de méthanes superficiels de Pluton.
Deux mondes différents
Txaron et Pluton, selon Buie, sont assez différents. Txaron est beaucoup plus uniforme. On pense qu'il n'a pas de casque polaire et pas de bandes sur l'équateur. Le trait le plus caractéristique des latitudes est qu'il s'agit de bandes correspondant à des zones de la Terre: dans un hémisphère bande sombre et dans l'autre hémisphère bande brillante.
Les radiations infrarouges ont également été étudiées et des différences ont été trouvées entre Pluton et Txaron. Les deux corps étant si proches de la pile, il est presque impossible de séparer le spectre infrarouge de Pluton du spectre de Txaron.
Comme prévu, le spectre infrarouge de Pluton montrait de grandes lignes de méthane. Mais Txaron ne montrait pas de traces de méthane, mais une ligne évidente de deux microns, caractéristique de l'eau glacée. Il est similaire aux spectres des lunes gelées de Jupiter, Saturne et Uranus. Pour Buie, Txaron et Pluton pouvaient d'abord avoir une surface similaire (méthaneuse). En raison de la moindre gravité de Txaron, son méthane initial a fui vers l'espace, laissant en vue la couche d'eau glacée. Ainsi, comme Pluton peut s'attendre à ce que la lumière du soleil se reflète mieux que Txaron, et comme on peut le voir en analysant la quantité de lumière qui reflète chaque corps, Pluton reflète la moitié de la quantité de lumière qu'il reçoit et Txaron seulement un tiers.
Des observations ont également été faites sur l'atmosphère de Pluton, montrant deux zones distinctes. La couche la plus haute a environ 300 kilomètres d'épaisseur. Ci-dessous se trouve la couche de voûtes de 46 kilomètres d'épaisseur minimum.
La pression exercée par l'atmosphère de Pluton est d'environ millions de celle exercée par la Terre, mais l'étendue de l'extérieur de l'atmosphère par rapport à la taille de Pluton est énorme. Bien que Pluton ait un cinquième du diamètre de la Terre, son atmosphère est double. L'astronome Elliot, un sage astronome qui a participé à de nombreuses observations, affirme que l'atmosphère peut avoir du méthane, mais n'est pas nécessairement l'ingrédient principal. Les composants principaux pourraient être l'azote ou l'argon. A partir des données des observations, l'atmosphère est constituée de méthane (68 K) ou principalement d'azote (107 K).
Actuellement, les chercheurs essaient de savoir ce qui se passe dans la partie inférieure de la couche de crevettes. Pluton et Txaron ont mesuré leur position exacte (non seulement l'un par rapport à l'autre, mais aussi par rapport aux étoiles qui sont derrière). Et à la suite de ces mesures, le résultat est que, compte tenu de l'ensemble de la masse qui a été appelée planète dupliquée, Pluton a une part plus petite que prévu. Cela signifie que Pluton a une densité plus faible ou qu'elle est inférieure à ce que l'on pensait jusqu'à présent.
Les années 80 et la décennie naissante sont idéales pour l'étude de l'atmosphère à Pluton. Pluton a une longue orbite autour du soleil et a traversé le point le plus proche en septembre de l'année dernière. Depuis 1979 Pluton est plus proche du Soleil que Neptune, situation qui restera jusqu'en 1999. Certains chercheurs ont analysé que la densité et l'étendue atmosphérique de Pluton dépendent largement de la distance au soleil. Au point le plus éloigné du soleil, l'atmosphère se condense à la surface en forme de neige métallique. Chaque fois qu'il s'approche du soleil, une proportion de méthane s'évapore pour former l'atmosphère.
L'étrange orbite de Pluton a surpris l'astronome depuis les années 1930. Voyant qu'il traverse l'orbite de Neptune, comment ne sont-elles pas touchées ou à la suite de la gravité de Neptune, comment ne sorte-t-il pas hors du système solaire ? Les astronomes ont posé des questions comme celles-ci. Il occupe une orbite autour du soleil 1,5 fois plus que le temps passé par Neptune. Chaque fois que Pluton est assez proche du Soleil, Neptune se trouve dans son orbite loin de Pluton, il n'y a donc aucun danger. En outre, nous avons déjà dit que Pluton a l'orbite inclinée, donc dans les périodes proches du Soleil se trouve en bas du plan de Neptune.
Jusqu'à présent, les astronomes pouvaient peu dire sur l'origine et l'avenir de Pluton. Jusqu'à ce qu'il ait été découvert dans Txaro, beaucoup d'astronomes ont cru que c'était la lune de Pluton Neptune (lune fuguée d'orbite autour de Neptune). Mais l'idée que Pluton et Txaron avaient fuit Neptune ne semblait pas crédible et ils ont rejeté cette idée. Les astronomes croient que, sur la base de leur orbite, on ne peut pas dire que Pluton s'est formé dans la même orbite qui circule maintenant, ou qu'au contraire, il s'est formé dans une autre orbite et s'est déplacé par la force gravitationnelle d'autres planètes.
Pour en savoir un peu plus sur la formation de Pluton, le plus intéressant est de comparer sa composition avec celle d'autres corps extérieurs du système solaire. Voyager à Pluton est quelque chose que les astronomes ont mentionné, mais il semble un rêve, selon Buie. Cette sonde prendra entre 60 et 70 ans pour atteindre l'objectif. Cependant, actuellement, les astronomes discutent également des caractéristiques des espaces qui auraient besoin de beaucoup moins de temps pour ce voyage.
Une des raisons pour lesquelles l'espace est envoyé aux planètes est de comprendre leur développement et la configuration du système solaire, découvrant ainsi une certaine clarté dans la compréhension des processus qui peuvent générer les planètes autour de l'histoire et les étoiles de notre Terre.
Les observations récentes sur Pluton nous indiquent qu'il peut être un nouveau type de monde. Différent des planètes de pierre les plus proches du Soleil et différent des planètes géantes gazeuses. Il semble qu'il ne ressemble pas aux lunes de glace des planètes extérieures. Loin de la chaleur de l'étoile centrale dans le système solaire, Pluton pourrait être le seul objet qui nous dira comment une planète se forme à des distances lointaines du système planétaire. Pour cette seule raison, il vaut la peine que l'exploration continue.
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