NEW HORIZONS, mission

Pluton

Pluton a été découverte en 1930 par l’Américain Clyde Tombaugh après une recherche systématique de la « planète X » dont l’existence était à l’époque supposée expliquer les perturbations de l’orbite d’Uranus. Puis, après la mise en évidence des premiers objets de Kuiper de taille similaire, comme Éris, le statut de Pluton, considérée jusqu’alors comme la neuvième planète du système solaire, a été remis en question. En 2006 (année de lancement de la sonde New Horizons), l'Union astronomique internationale (UAI) déclasse Pluton et en fait alors la première représentante d’une nouvelle catégorie d’objets célestes : les planètes naines.

À partir de 1976, soit bien avant le survol par New Horizons, plusieurs composants de la surface de Pluton – le méthane, l’azote, le dioxyde de carbone et un composant carboné rouge sombre – ont été détectés et quantifiés à l’aide d’observations télescopiques dans le domaine infrarouge. Une première carte globale a même été obtenue en 1994 par le télescope spatial Hubble, mais à très basse résolution. Les évolutions de la composition de la surface et de la pression atmosphérique de Pluton, suivies depuis la Terre à partir des années 1990, laissaient présager une géomorphologie de surface dominée principalement par la sublimation (passage de l’état solide à l’état gazeux sans passer par la phase liquide) de la glace d’azote, son transport atmosphérique et sa condensation dans les zones polaires à l’ombre.

Grâce à ses instruments, la mission New Horizons a bien documenté la géologie de l’hémisphère survolé de Pluton, dit « hémisphère opposé à Charon ». Elle y a révélé une étonnante diversité de paysages, bien plus riche et active que celle de Triton – objet de Kuiper capturé par Neptune –, très proche de Pluton en ce qui concerne la taille et la composition. La surface de Pluton est ainsi parsemée de structures géologiques très variées : plaines, cratères de tous types, failles tectoniques, chaînes de montagnes, réseaux de vallées, plateaux, falaises, cryovolcans...

La structure géologique la plus imposante, au centre de l’hémisphère survolé, est l’immense plaine glaciaire ovale Sputnik Planitia (900 × 1 500 km). Ce cratère d’impact géant, rempli de glace d’azote contenant de faibles quantités de méthane et d’oxyde de carbone, est entouré de chaînes de montagnes dont certaines peuvent dépasser les 5 000 mètres d’altitude. Des glaciers d’azote actifs s’écoulent vers la plaine depuis les montagnes situées à l’est et d’autres la quittent pour pénétrer d’autres montagnes plus au nord.

Mais la structure géologique la plus surprenante est bien la présence de cellules de convection de glace d’azote sur une grande partie de Sputnik Planitia. Les températures, plus chaudes au fond du cratère, créent un mouvement ascendant très lent de la glace d’azote, peu visqueuse même aux très basses températures mesurées à la surface de Pluton (– 235 à – 215 ⁰C). Sur cette plaine flottent de petites montagnes de glace d’eau car l’azote a une densité très proche de celle de l’eau liquide.

Une autre structure étonnante est celle des « terrains en lame », plus à l’est, composée de crêtes quasi parallèles de glace de méthane de plusieurs centaines de mètres de hauteur et dizaines[...]