Pluton, une naine de glace abritant un océan liquide

Pluton appartient à la ceinture de Kuiper, un amas de corps de glace expulsés du système solaire à l'époque de sa formation. En juillet 2015, la sonde de la NASA New Horizons a survolé la planète à une distance de 12.500 km et a recueilli des données pendant neuf jours.

Mais sa mission n'est pas terminée: début 2019, la sonde entamera l'étude de la ceinture de Kuiper. L'information transmise par New Horizons a surpris les scientifiques: il s'avère en effet que Pluton possède une atmosphère, bien que très raréfiée, et qu'une activité géologique assez intense se poursuit à sa surface même si la planète est complètement gelée. A titre de comparaison, notre Lune, se trouvant bien plus près du Soleil, est dépourvue d'atmosphère et rien ne se passe dans ses sous-sols. A partir des informations obtenues, les chercheurs ont tiré certaines conclusions sur la structure interne de la planète naine et de son plus grand satellite, Charon.

Pluton et Charon tournent autour d'un centre de masse commun situé hors de leurs limites. C'est pourquoi les astronomes préfèrent parler d'une planète double Pluton-Charon. Ce couple s'est formé il y a plus de 4 milliards d'années à partir de planétésimaux relativement réduits — des embryons de planètes composés de pierre, de glace et de poussière.

Selon l'hypothèse dominante, à l'étape précoce le proto-Pluton a été percuté par un grand objet spatial duquel il a tiré un océan ammoniacal et d'où s'est créé, à l'endroit du cratère, une anomalie gravitationnelle. La protoplanète s'est alors retournée et a changé d'orbite. Quatre satellites de glace se sont formés progressivement à partir du nuage de poussière qui est apparu.

D'ailleurs, la simulation de l'histoire de l'apparition du couple Pluton-Charon a conduit les chercheurs à l'idée que la proto-Terre possédait plusieurs satellites à une époque lointaine. Selon la principale hypothèse, une frappe de météorite a détaché suffisamment de matière de la proto-Terre pour former la Lune en orbite. Alors que les corps plus réduits ont simplement quitté la limite de la force d'attraction et se trouvent actuellement quelque part à plus de 800.000 km — à condition qu'ils aient survécu au processus de formation du système solaire.

Sous sa couche de glace de plusieurs kilomètres, Pluton pourrait abriter un liquide salé toxique et visqueux composé essentiellement d'ammoniac.

La présence d'un océan est suggérée par une plaine basse située à 2,5 km en-dessous de la surface moyenne de Pluton: la plaine Spoutnik. L'anomalie gravitationnelle et la forme de la dépression tectonique montrent que sous la glace se trouve un corps liquide que l'ammoniac et l'énergie de désintégration radioactive du noyau de pierre empêchent de geler. Autre signe de la présence d'un océan: les failles qui s'écartent radialement à travers la plaine. Toutefois, les scientifiques soulignent que toutes ces preuves sont indirectes.

Des sous-sols agités

Le noyau de pierre de Pluton est recouvert par un manteau de glace d'eau d'une puissance de près de 300 km, au-dessus duquel la planète est recouverte par un glacier composé de molécules d'azote, de monoxyde de carbone et d'ammoniac.

Les astronomes ont été frappés par la diversité du relief de la surface de la planète naine. La plaine Spoutnik est répartie en cellules polygonales par des failles de 1 km de profondeur. On y trouve une multitude de fossés et de proéminences qui représentent probablement des icebergs émergeant du manteau. L'absence de cratères nets indique que la surface s'est formée il y a relativement peu de temps à l'échelle géologique — il y a moins de 10 millions d'années. En tout, Pluton comporte près de 5.000 cratères de météorites.

A côté de la plaine se trouvent des régions montagneuses culminant à 5 km. Cela résulte certainement du cryovolcanisme — quand, depuis les profondeurs, coule de l'ammoniac liquide, de l'eau ou du méthane au lieu de la lave chaude. Cela n'existe pas sur Terre. Le cryovolcanisme est observé sur les satellites d'autres planètes — Triton, Encelade et probablement Titan.

La région Tartarus Dorsae, avec sa surface comme tranchée par une lame, reste un mystère pour les chercheurs. Sachant que ces entailles s'étendent sur des centaines de mètres et de kilomètres, avec une profondeur également à 1 km.

Un monde de glace et des dunes de méthane

Un immense froid règne sur Pluton: la température est supérieure de seulement 30-40 degrés Kelvin du zéro absolu — soit environ —234°C. Il fait un peu plus chaud au pôle Nord, qui est tourné vers le Soleil depuis plusieurs dizaines d'années.

La surface gelée de Pluton perd les éléments volatils, essentiellement l'azote et le monoxyde de carbone. Les fossés et les «entailles de rasoir» se sont probablement formés sous l'effet de la sublimation.

L'atmosphère sur Pluton est très raréfiée: ce n'est qu'une légère brume où prévalent les molécules d'azote, le méthane et un peu de vapeur d'eau. Il n'y a pas d'oxygène libre. On ne peut donc pas parler de traces de vie dans ce monde gelé.

En revanche, la planète possède des dunes, desquelles on peut déduire la présence de vent. C'est la conclusion tirée par un grand groupe international de chercheurs. En examinant le relief de la plaine Spoutnik, ils ont vu des rides et ont décidé de formuler les conditions dans lesquelles de telles formes géologiques auraient pu apparaître.

Il y a plusieurs dunes de sable sur Terre, ainsi que sur Mars, Vénus et Titan. Cela nécessite du vent capable de transporter de grandes masses de particules, des matériaux pour les particules afin de former les dunes et l'endroit où elles se fixeraient. Manifestement, ces conditions sont réunies sur Pluton, où les dunes sont formées par des cristaux de glace de méthane.