Pluton et les planètes naines externes

Pluton et les planètes naines externes

Pluton et Charon

Pluton, considérée longtemps comme la dernière planète du système solaire, mais rétrogradée au rang de planète naine en 2006, fut découverte par Clyde Tombaugh en 1930.

L’orbite de Pluton est très excentrique et sa distance au Soleil varie donc beaucoup, entre 30 et 49 unités astronomiques. Ainsi, pendant certaines périodes, Pluton est plus proche du Soleil que Neptune, ce qui fut par exemple le cas entre 1979 et 1999. L’orbite est également très inclinée, avec un angle de 17 degrés par rapport au plan de l’écliptique.

Pluton (à gauche) et Charon observés en 1994 par le télescope spatial. La séparation du couple est de 19 600 kilomètres. Crédit : GSFC/NASA

Du fait de son éloignement, Pluton est très difficile à étudier. Elle n’a en particulier jamais été survolée par une sonde. Il fallut ainsi attendre 1978 pour que l’on découvre que la planète possède un énorme satellite, Charon, à une distance de 19 600 kilomètres.

Une propriété remarquable du couple Pluton-Charon réside dans le fait que les périodes de rotation des deux corps sont identiques et égales à la période d’orbite mutuelle (un peu plus de 6 jours terrestres). Il s’agit là d’un phénomène tout à fait exceptionnel, les deux corps se présentent toujours la même face et apparaissent réciproquement fixes dans le ciel de l’autre.

Ce ne fut ensuite que dans le nouveau millénaire que d’autres satellites plus petits furent détectés, tous par le télescope spatial Hubble : Nix et Hydra en mai 2005, Kerberos en juin 2011 et enfin Styx en juin 2012. Dans l’ordre de distance croissante au couple Pluton-Charon, les périodes orbitales de ces satellites sont de 20 jours terrestres pour Styx, 25 jours pour Nix, 32 jours pour Kerberos et 38 jours pour Hydra.

Le système de satellites de Pluton observé par le télescope spatial en février 2006. Les deux satellites Nix et Hydra furent découverts en mai 2005 par ce même télescope. Crédit : NASA/ESA/H. Weaver (JHU/APL)/A. Stern (SwRI)/HST Pluto Companion Search Team

Grâce à un phénomène très rare, le passage de la Terre dans le plan de l’orbite du système entre 1985 et 1990, les astronomes ont pu observer toute une série d’éclipses mutuelles des deux corps principaux. Ils ont pu en déduire les dimensions de ces derniers : 2300 kilomètres de diamètre pour Pluton et 1200 pour Charon. Notons que la séparation entre les deux corps ne représente ainsi qu’à peu près 8 fois le diamètre de Pluton.

Reconstitution de la surface de Pluton à partir de données du télescope Hubble obtenues en 1994. Il ne s’agit pas de photographies directes, mais d’images générées par un traitement numérique des observations du télescope. On observe des contrastes très marqués à l’échelle de la planète, probablement dus à la distribution de la glace sur la surface. Crédit : NASA/ESA/A. Stern/M. Buie

Les observations spectroscopiques ont révélé que la surface de Pluton est recouverte de glace et composée principalement d’azote avec un peu de méthane. Une atmosphère très ténue est présente avec une pression 100 000 fois plus faible que la pression terrestre. La température moyenne est quant à elle de -220 degrés Celsius.

La mission New Horizons

Perdu aux fins fonds du système solaire, le système Pluton-Charon n’a jamais été visité par une sonde. Cette omission devrait enfin être réparée en 2015 grâce à la mission New Horizons qui survolera le couple et ses satellites. Cette mission pourrait même survoler un ou plusieurs corps de la ceinture de Kuiper si des cibles adéquates sont détectées d’ici là.

La mission New Horizon a été lancée le 19 janvier 2006 et son arrivée est prévue pour juillet 2015. La sonde a été l’objet artificiel le plus rapide à avoir quitté la Terre. Son parcours l’a fait croiser l’orbite de la planète Mars en avril 2006, survoler Jupiter en février 2007, dépasser les orbites de Saturne et d’Uranus respectivement en juin 2008 et en mars 2011, et le passage de l’orbite de Neptune est prévu pour août 2014.

Les objectifs principaux de New Horizons sont d’étudier la morphologie et la composition chimique des surfaces de Pluton et de Charon et d’analyser l’atmosphère de Pluton (Charon n’en a pas). A cette distance du Soleil, des panneaux solaires seraient inefficaces et la sonde est donc munie d’un générateur électrique nucléaire à base de plutonium. La sonde doit également être complètement autonome car les communications avec la Terre prendront environ 10 heures aller-retour et un contrôle à distance serait donc peu pratique.

Eris

Une autre planète naine au-delà de Neptune est Eris, un corps découvert en 2005 à partir d’images prises en 2003 à l’observatoire du Mont Palomar.

On estime d’après des mesures du télescope spatial que le diamètre d’Eris est d’environ 2400 kilomètres, donc légèrement supérieur à celui de Pluton. La planète mineure circule sur une orbite très elliptique et sa distance au Soleil varie entre 38 et 98 unités astronomiques (soit 5,6 et 14,6 milliards de kilomètres).

D’autres observations à partir du télescope Keck ont révélé la présence d’un satellite, Dysnomie, qui tourne autour d’Eris à une distance d’environ 36 000 kilomètres.

La planète naine Eris et son satellite Dysnomie, photographiés en 2005 à l’observatoire Keck à l’aide d’un système d’optique adaptative. Crédit : W. M. Keck Observatory

Haumea et Makemake

Enfin, en 2008, deux nouvelles planètes naines ont été reconnues comme telles : Haumea et Makemake.

Haumea a été découverte en 2005 à l’observatoire de la Sierra Nevada, sa distance au Soleil varie entre 35 et 51 unités astronomiques et elle est accompagnée de deux satellites (Hi’iaka et Namaka). La planète naine tourne très rapidement sur elle-même, en quatre heures, et sa forme est par conséquent plus ellipsoïdale que sphérique, avec une dimension maximale d’environ 2000 kilomètres et une dimension minimale d’environ 1000 kilomètres.

Makemake fut découverte par un télescope robotique à l’observatoire du Mont Palomar en 2005, sa distance au Soleil varie entre 39 et 53 unités astronomiques, elle n’a pas de satellite connu et son diamètre est d’environ 1600 kilomètres.

Haumea est la déesse de la fertilité et de la naissance dans la mythologie Hawaïenne. Makemake est le créateur de l’humanité et le dieu de la fertilité dans la mythologie de l’île de Pâques.

<<< Neptune

Les comètes >>>