Pluton 

    Après des années de tergiversations, la sonde New Horizons, à destination de Pluton, sera en route le 17 janvier 2006 à 19h24. Pour la première fois depuis 50 ans, une mission va enfin partir pour la dernière planète et étudier des objets de Kuiper. De plus le 31 octobre 2005, nous avons appris que Hubble aurait permis la découverte de 2 nouveaux satellites autour de Pluton. Y a du pain sur la planche !

 Si le mot trouvé ne vous convient pas, appuyez à nouveau sur "rechercher". La recherche s'incrémentera sur le 2ième mot et ainsi de suite. Essayez avec Xena.  

Objets de kuiper

  1. New Horizons

 


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   C'est la recherche insatiable des conditions existant dans le Système solaire à sa formation qui poussa les astronomes à préparer, depuis des années, la première mission vers Pluton. Mais des querelles politiques ont retardé le programme pendant des années.

  "La route a été très longue pour arriver à la mission que la communauté scientifique attend depuis 1988" déclara Alan Stern l'initiateur et responsable du programme.

   La route vers le pas de tir fut ternie par de nombreuses annulations, mauvaise gestion et contretemps. Aujourd'hui ce chemin est libre.

   Stern rappelle que lorsqu'il démarra cette aventure, il pensait que ce serait facile. "Je pensais qu'il n'y avait pas de frein. L'exploration spatiale est avant tout de l'exploration. Nous ne sommes pas allés vers Pluton, pourtant c'est un bon but scientifique. Cela a pris 15 ans".

   Une détermination sans faille dans le soutien du projet et une forte approbation par la National Academy of Sciences en 2002, qui fit de la rencontre avec Pluton une priorité dans son programme décennal, ont produit l'agitation requise pour pousser le congrès à lancer un vaisseau spatial.

   "Lorsque la National Academy mit le projet à la première place, toutes les barrières furent levées" raconte Stern. "En dépit du fait que cela pris de nombreuses années, en tant que scientifique il est très encourageant de constater que le système politique répond aux avis scientifiques".

  675 millions furent attribués à la mission New Horizons pour visiter Pluton et la ceinture de Kuiper qui est peuplée des restes de la formation du Système solaire.

  "Les questions scientifiques sont motivantes. La science est toujours le but des missions. Il est réellement enthousiasmant  d'envoyer quelque chose vers Pluton, mais la vraie raison est uniquement scientifique" explique Bonnie Buratti membre de l'équipe New Horizons et co-responsable de la mission.

   "Probablement que la question la plus fondamentale est probablement ce que peut bien nous raconter Pluton sur les origines du Système solaire ? Et que peut-il nous dire sur l'origine de la vie ?"

    Pluton orbite à plus de 30 fois la distance Terre-Soleil. La planète ne reçoit que 0,06% de la lumière reçue sur Terre et sa température de surface est de 43°K (- 230°C).

    Depuis sa découverte en 1930, Pluton reste un cas à part de la famille constituée de 4 planètes telluriques et 4 planètes gazeuses. Ce petit monde singulier se trouve sur une orbite inclinée et elliptique autour de notre étoile et de ce fait provoque une hésitation dans le monde scientifiques sur son appartenance au monde des planètes

   Mais ces dernières années cette planète, peut-être en sursis,  s'est avérée être juste un iceberg cosmique. Pluton baigne dans une vaste zone appelée la ceinture de Kuiper.

   "C'est une fenêtre sur l'ancien Système solaire. C'est une chance de voir l'histoire des planètes ainsi que les mondes formés il y a 4,5 milliards d'années gardés au frais et préservés jusqu'à nos jours" a commenté Stern.

    La rencontre se produira 10 ans après le décollage donnant une idée du vaste vide que la sonde devra parcourir à une vitesse jamais atteinte auparavant. De plus c'est la dernière chance de la décade pour bénéficier de l'effet gravitationnel de Jupiter. Une route directe allongerait le voyage, ce que craignent les chercheurs,  parce que l'atmosphère ténue gèlera bientôt et tombera au sol sous forme de neige, ne permettant pas son analyse et faussant la valeur de l'albédo. Dans 20 ans il n'y aura plus d'atmosphère à étudier.

    "L'atmosphère est d'un genre étrange. C'est un peu comme ce que fut l'atmosphère terrestre à la formation de la Terre. Certaines molécules s'échappent au sommet de l'atmosphère, s'évadant dans l'espace. Certains des instruments à bord sont censés capturer certaines de ces molécules de sorte que nous puissions dire ce qui se dégage et à quel taux, nous éclairant sur la manière dont les atmosphères planétaires se forment et évoluent" explique Hal Weaver, le scientifique du projet New Horizons.

Une des meilleures images de Pluton
   Une des meilleures images de Pluton prise par le télescope Hubble grâce la caméra pour très petit objet FOC de l'ESA. NASA photograph H96-09a2

Credit: Alan Stern (Southwest Research Institute), Marc Buie (Lowell Observatory), NASA and ESA
http://us.st11.yimg.com/store1.yimg.com/I/
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     Examiner l'atmosphère est juste un des objectifs scientifiques que New Horizons doit réaliser pendant son rapide survol de Pluton. La campagne d'observation commencera trois mois avant d'atteindre la planète, quand la clarté surpassera la meilleure image du télescope Hubble et continuera pendant une période semblable après la rencontre de juillet 2015. Le moment le plus intense de la collecte des données aura lieu lors du survol quand la sonde filera à 9 600 kilomètres au-dessus de la surface de Pluton, passant en trombe à 14 km/s.

   "La plupart des objectifs seront réalisés au cours d'une période de 36 h, celle de l'approche au plus près" explique David Kusnierkiewicz, l'ingénieur système de la mission.

   Stern continue en disant que "dés l'arrivée, nous voulons tout photographier dans le système, en haute résolution. La meilleure résolution que nous ayons obtenue avec Hubble est de 400 à 500 km/pxl  (Imaginez la cartographie de la France avec 4 pixels !). La résolution attendue sera de 1 km/pxl voire mieux pour certaines zones".

   L'oeil d'aigle de la sonde prendra des images de certains secteurs avec une résolution de 25 à 50 m/pxl. Les données du spectromètre et de la caméra seront imbriquées pour repérer les diverses propriétés des structures découvertes sur les images.

   "Nous avons des spectromètres qui vont nous permettre de mesurer la composition de l'atmosphère, de sa structure et de la composition de la surface, et pas simplement les compositions en bloc mais chaque endroit où nous mettons un pixel nous obtiendrons des spectres. Ainsi nous comptons avoir des millions de spectres que nous pouvons localiser sur la surface. A quoi ressemblent les calottes polaires par rapport aux régions foncées? A quoi ressemblent l'intérieur des cratères ? S'il y a des falaises nous aurons une vue sur les strates à haute résolution".

    "Il y a un bon nombre de matériaux organiques intéressants au-dessus de la surface" explique Weaver. "Certaines de ces glaces quand elles se subliment passent directement de la phase solide à la phase gazeuse. Puis elle regèle selon le jour ou la nuit et retourne sur la surface en une couche de givre très lumineuse. C'est une des choses que nous voulons étudier. La distribution de ce givre au-dessus de la surface nous renseignera sur la météorologie de Pluton juste comme nous le faisons sur les autres planètes. C'est notre première tentative de caractériser vraiment Pluton d'une manière détaillée."

   Les récentes découvertes par Hubble de 2 nouveaux satellites ajoute une nouvelle dynamique à la mission (voir §7). Weaver d'expliquer que "nous pourrons réellement  voler assez près des deux ces satellites -- peut-être un avant que nous rencontrions Pluton et l'autre après". Un des objectifs est de voir le plus de satellites possibles. Mais la trouvaille de Hubble a compliqué l'ordre du jour de la mission.

  "Nous avons maintenant 4 objets à voir. Dès que nous débuterons  notre programme, il nous restera moins de temps pour rechercher autour, des objets dont nous ne savons rien. Nous avons beaucoup d'objets que nous connaissons à peu près, mais nous voulons mieux les comprendre" raconte Weaver.

   Après avoir quitté le voisinage de Pluton, New Horizons continuera à s'enfoncer dans la ceinture de Kuiper avec l'intention d'effectuer un rendez-vous avec une ou plusieurs lunes.

   "L'exploration de Pluton et de la ceinture de Kuiper devrait éclairer sous un jour nouveau non seulement les briques des planètes mais la vie elle-même" indique Buratti. Les objets de ceinture de Kuiper qui sont éjectés dans le Système solaire interne, devenant ainsi des comètes à courte période, pourraient, selon certains, avoir fourni les briques de la vie à la Terre. 

  "Nous savons que la vie a surgi d'une manière ou d'une autre sur Terre, mais nous ne comprenons pas vraiment comment. Nous savons qu'il a dû y avoir des molécules riches en carbone, hydrogène, azote et oxygène. Ces molécules organiques prébiotiques complexes sont peut-être arrivées sur Terre parce qu'il faisait trop chaud  là où la Terre s'est formée.

   "Nous savons que le milieu interstellaire possède des nuages de gaz et de poussières avec des molécules organiques, qui se sont formés hors du Soleil. Nous croyons qu'elles ont été formées dans le Système solaire externe et ont été transportées par des comètes de la ceinture de Kuiper" ajoute Weaver. "C'est un mécanisme pour apporter de la matière primitive des périphéries du Système solaire à l'intérieur du Système". Il faut aussi ajouter que si c'est arrivé sur Terre, cela est arrivé aussi sur les autres corps du Système solaire et bien sûr, tout le monde pense à Mars.

   "Qui y a-t-il de plus excitant que d'aller explorer la frontière du Système solaire ? C'est un territoire totalement méconnu. Il n'y a rien d'autre comme la ceinture de Kuiper. Nous ne savions pas qu'elle existait quand vous et moi étions des enfants. C'est la frontière et c'est ce que nous allons découvrir" conclut Stern.

  1. Cendres vers Pluton

     La sonde emportait quelques cendres de Clyde Tombaugh, le seul astronome américain qui découvrit une planète du Système solaire, en l'occurrence Pluton en 1930. Il est décédé en 1997 à l'âge de 90 ans, lorsque les scientifiques se battaient pour faire aboutir l'idée d'une mission vers la dernière planète.

     Sa femme en larmes, Patricia Tombaugh, 93 ans, avec sa fille et son gendre, étaient présents lors du lancement. Alan Stern, le chef de la mission a déclaré, après un lancement parfait, que les cendres de Clyde sont en route vers Pluton. Patricia a répondu qu'elle était très émue, que c'était magnifique car ils avaient attendu ce moment pendant très longtemps. Le 4 janvier 2006, Patricia a eu 100 ans. Il aurait été très heureux et très intéressé, car Pluton était sa chose. Interrogée sur le débat qui opposent tenants et opposants de la situation de Pluton, Patricia Tombaugh a répondu: "Vous savez ce qu'il dirait, déçu ?  Elle est là. Allons voir ce qu'il en est" !

Spaceflightnow: http://www.spaceflightnow.com/atlas/av010/060119launch.html

New-York Times: http://select.nytimes.com/gst/abstract.html?res=F50911FF395B0C738EDDA80894DE404482

Sydney Morning Herald: http://smh.com.au/news/world/spacecraft-heads-for-pluto-taking-along-its-discoverers-ashes/2006/01/20/1137734151680.html

     

  1. La mission


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   Partie pour un voyage de  3462,7 jours, le départ pour Pluton a eu lieu le 19 janvier 2006 à 19h TU à bord d'un étage Star 48B capable de communiquer la 3e vitesse cosmique de 16 km/s nécessaire à un tel voyage. C'est la fusée la plus puissante de l'arsenal américain. Si le départ avait été retardé au-delà du 2 février, la fenêtre de tir serait restée ouverte jusqu'au 15 mars, en contrepartie le vol aurait été allongé de 4 ans. Il aurait duré 14 ans au lieu de 10. En effet le survol de Jupiter va permettre à la sonde d'acquérir la vitesse de 100 000 km/h lui permettant de gagner 4 ans. Signalons en passant qu'avec la trajectoire classique de Walter Hohmann, le voyage aurait duré 30 ans. Il est à noter que 24 h après le lancement, New Horizons avait déjà dépassé les 2 millions de km.

Programme de la rencontre
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   Ce fut la sonde (478 kg) la plus rapide jamais lancée, plus rapide que les sondes Voyager. Elle a atteint la Lune en 9h, l'orbite de Mars le 8 avril (presque en même temps que la sonde MRO partie 5,5 mois auparavant) et Jupiter le 28 février 2007 à 5h41 TU pour subir une assistance gravitationnelle qui accroîtra la vitesse de 20% afin de diminuer la durée du voyage. Survol à 2,27 millions de km à 21 km/s. Arrivée le 14 juillet 2015 à 12h20 TU, New Horizons passera à 11 095 m de la surface à la vitesse de 13,8 km/s. La sonde aura 1 h pour nous faire découvrir le monde mystérieux de Pluton. Des détails de 100 m sont attendus, si la brume est absente. Certains scientifiques en supposent sa présence. Charon sera vu depuis une altitude de 26 700 km. Ensuite la mission est programmée pour durer 60 jours. Pour l'instant les scientifiques aimeraient surprendre un objet de Kuiper, mais aucun ne figure sur la trajectoire à ce jour (dec 2005). Pourtant la ceinture de Kuiper contenant plus de 100 000 objets de plus de 100 km et un milliard d'objets de plus petites tailles, il devrait être possible de voir quelque chose dans les années qui suivront le survol.

trajectoire de New Horizons
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 La date d'arrivée n'a pas été choisie au hasard. Pour minimiser les coûts, il fallait que la rencontre se fasse dans le plan de l'écliptique.

   Elle devra caractériser la géologie et la géomorphologie globale de Pluton et de Charon, cartographier leur composition de surface et la température, examiner la composition atmosphérique et la structure. New Horizons devra aussi étudier les petits satellites découverts récemment (voir ci-après).

   La sonde sera en hibernation électronique pendant la majeure partie du voyage. Les opérateurs arrêteront tout sauf les systèmes électroniques les plus critiques et surveilleront le vaisseau spatial une fois par an pour vérifier les systèmes critiques, pour calibrer des instruments et pour exécuter des corrections de trajectoire, si nécessaire.

   La sonde enverra un signal chaque semaine afin de vérifier sa santé. L'électricité est issue d'un simple générateur thermoélectrique à radio-isotope RTG (11 kg de plutonium), délivrant moins que deux ampoules de 100 watts à l'orbite de Pluton. Durée du temps de transmission Terre - Pluton: 4h25mn à 4,95 milliards de km, lors de la rencontre.

 

  1. Objectifs 

  • Cartographie et composition de Pluton et de Charon.

  • Caractéristiques géologiques et morphologiques de Pluton et Charon.

  • Caractéristiques de l'atmosphère neutre de Pluton et de son taux d'évasion. 

  • Recherche d'une atmosphère autour de Charon.

  • Carte de la température de surface de Pluton et de Charon.

  • Recherche d'anneaux et de satellites autour de Pluton.

  • PLUS... recherche sur un ou plusieurs objets de Kuiper.

   5 équipes françaises appartement à 4 laboratoires, participent à cette mission extraordinaire:

  • le laboratoire de planétologie et de géodynamique de l'université de Nantes.

  • le service d'aéronomie du CNRS.

  • le laboratoires d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (Lesia) de l'observatoire de Paris.

  • le laboratoire de planétologie de Grenoble.

  1. Expériences embarquées

  • la caméra Ralph pour l'étude de la géologie et de la morphologie de la surface.

  • le spectromètre UV Alice pour l'étude de la structure et de la composition atmosphérique.

  • l'expérience de radioscience REX pour la mesure de pression et température atmosphérique.

  • l'imageur L0RRI pour fournir des images en haute résolution.

  • SWAP pour mesurer l'interaction de Pluton avec le vent solaire.

  • PEPSSI pour l'étude des particules énergétiques et des plasmas.

  • SDC pour mesurer la concentration de poussières dans le Système solaire.

Christian Lardier - Air & Cosmos n°2012 p41

  Les équipements
http://pluto.jhuapl.edu/spacecraft/images/spacecraft/poster_part.jpg

 

http://pluto.jhuapl.edu/

Press Book:   http://pluto.jhuapl.edu/images/mainPage/NHLaunchPressKit12_05.pdf

  1. Pluton

 


http://pluto.jhuapl.edu/images/mainPage/NHLaunchPressKit12_05.pdf

 
Pluton vu par Hubble
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   Pluton est peut-être pour un temps encore la dernière planète du Système solaire. Découverte par Clyde W. Tombaugh le 18 février 1930, elle fut baptisée en souvenir de Percival Lowell (PL) qui la rechercha pendant de nombreuses années et pour symboliser le dieu des enfers de la mythologie grecque. C'est la seule planète qui n'a pas été visitée par des sondes spatiales.

   Située sur une orbite elliptique, sa distance moyenne au Soleil est de 6 milliards de km (39,5 UA). Dans le ciel, à cette distance, le Soleil a la taille apparente de l'étoile du berger, Vénus. De plus, l'énergie reçue du Soleil ne représente plus que le millième de ce qui est reçu sur Terre. Parfois elle croisse l'orbite de Neptune pour être avant-dernière pendant 20 ans. Ce fut le cas du 21 janvier 1979 au 11 février 1999. La prochaine fois sera en septembre 2226. Elle ne s'approche jamais à moins de 18 UA ( 2,5 milliards de km) de Neptune. Son orbite, inclinée à 17,5° par rapport à l'écliptique avec une excentricité de 0,25, est parcourue en 248,54 années à la vitesse de 4,74 km/s (Terre 30 km/s). Depuis sa découverte elle n'a parcouru que 30% de son orbite. A son élongation maximale, Pluton s'éloigne de 1,2 milliards de km du plan orbital du Système solaire. Au périhélie, elle est au-dessus du plan. Il y a synchronisation entre les 2 planètes. Lorsque Pluton se trouve sur l'écliptique, Neptune se trouve à 60° d'elle. La synchronisation est telle qu'au bout de 495 ans (3 orbites de Neptune) Pluton a parcouru 2 fois son orbite. Lorsque Neptune dépasse Pluton, cette dernière est à l'aphélie (distance la plus éloignée du Soleil). Ce synchronisme s'appelle une résonance stable et elle permet d'expliquer l'état des objets de Kuiper. Aucune collision ne peut intervenir. Si une petite force perturbe Pluton, la résonance avec Neptune la ramènera à l'état initial.

    Dans le ciel, Charon (découvert en 1978) représente un disque 6 fois plus grand que la Lune vue sur Terre (60 mrd contre 10). Avec un diamètre de 1 207 km, il orbite à 19 640 km à la vitesse de 0,23 km/s. Jusqu'au 15 mai 2005, Pluton possédait un satellite. Depuis cette date, 2 petits satellites furent découverts  S/2005 P1 et S/2005 P2 à 43 000km de Pluton (voir §14).

   Le couple Pluton-Charon est en fait un système double. La période de rotation de Charon de 6,387 j est égale à la période de rotation de Pluton. Les 2 sont en rotation et révolution synchrone, verrouillés par effet de marée. Ils se montrent toujours la même face. 

   Une simulation suggère la création violente du couple Pluton-Charon tout comme la naissance du couple Terre-Lune. Il est possible que l'impact de Pluton avec un astéroïde ait créé le couple. Pour la Terre, c'est un objet de la taille de Mars qui serait à l'origine de la Lune. Le résultat de cette simulation est paru dans l'édition du 28 janvier 2005 de Science par Robin Canup du Southwest Research Institute. Mais la découverte d'autres satellites étaye-t-elle cette simulation ?

   La distance de Pluton rend les observations très difficiles, la planète conservant son aspect stellaire. Sa magnitude est de 15 contre 16,8 pour Charon. Pluton possède un diamètre de 2 274 km, soit les 2/3 de la Lune, pour une masse du quart de la Lune (1,27.1022 kg). A cette distance, son diamètre apparent est de 0,1" d'arc soit une petite pièce de monnaie à 21 km. Il faut 18 000 Pluton côte à côte pour valoir le diamètre de la Lune dans le ciel nocturne.

   Tout comme Uranus, Pluton tourne avec les pôles presque dans le plan orbital. Son axe de rotation est incliné à 122° faisant que pendant la moitié d'une année (124 ans) l'un des pôles est dans l'obscurité, à l'opposé du Soleil. Quand Pluton a été découverte la première fois, sa région polaire australe relativement lumineuse était vue de la Terre. Pluton sembla s'assombrir  en se déplaçant petit à petit du pôle en 1954 à presque l'équateur en 1973. Actuellement l'équateur est visible depuis la Terre. 

   Durant la période s'étalant de 1985 à 1990, la Terre était alignée avec l'orbite de Charon autour de Pluton de façon telle qu'une éclipse pouvait être observée chaque jour. Cela a fourni l'occasion de rassembler des données significatives qui ont conduit aux cartes d'albédo et à la première détermination précise de leur taille, y compris toutes les données qui s'y rapportent.

   Les premières éclipses commencèrent par occulter pôle Nord, puis se fut le tour de l'équateur et finalement le pôle sud. A l'aide de mesures précises de brillance, il fut possible de déterminer des caractéristiques de surface. Ainsi le pôle sud possède une réflectivité plus élevée que celle du pôle nord et des structures lumineuses et sombres dans les régions équatoriales. L'albédo géométrique est compris entre 0,49 et 0,66 soit beaucoup plus brillant que Charon avec 0,36 à 0,39 

Occultation de Pluton
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    Cette image composite est issue d'images prises de 3 heures à 1 heure avant l'occultation. Toutes les images furent centrées sur Pluton et Charon, l'objet double visible au centre de cette image, avec une séparation de 0,9 seconde d'arc. En raison du mouvement du système, l'étoile d'occultation, à droite, apparaît comme une ligne pointillée de même que l'étoile dans le cion inférieur gauche.
Credit: European Southern Observatory

schéma de l'occultation de Charon
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Reconstitution des cordes observées lors de l'occultation sur les 3 sites différents de San Pedro de Atacama, Paranal (Chili) et El Leoncito (Argentine). Un ajustement aux extrémités fournit le rayon de Charon qui est de 603.6 km. La flèche indique le sens de rotation. Credit: European Southern Observatory.

   La durée des éclipses s'éleva à moins de quatre heures et en chronométrant soigneusement leur début et leur fin, des mesures de diamètres furent faites. Le diamètre a pu être aussi mesuré directement à partir des images prises par le télescope spatial Hubble avec une précision inférieure à 1%. Ces images résolvent les objets pour montrer clairement deux disques séparés. Ainsi le diamètre de Pluton est de 2 274 km et celui de Charon 1 207±5 km, environ la moitié de Pluton. Leur distance moyenne est de 19 640 km, soit environ 8 fois le diamètre de Pluton.

  La distance moyenne entre les 2 ainsi que leur période orbitale permit de calculer leur masse respective. Pluton a une masse de 6,4.19-9 masse solaire. C'est proche de 7 fois la masse de Charon et environ 0,0021 fois la masse de la Terre ou le 1/5e de la Lune.   La gravité de Pluton est de 0,4 ms-2 (Terre 9,81) et sa vitesse d'évasion 1,22 km/s (1ére vitesse cosmique de la Terre 7,8 km/s). Sa densité moyenne se situe entre 1,8 et 2,1 g.cm-3. Ainsi la planète serait composée de 50 à 75% de roche mélangée à de la glace. Quant à Charon, sa vitesse d'évasion est de 0,6 km/s. La densité de Charon serait de 1,7 g.cm-3, indiquant qu'il contient un mélange de glaces et de roches. La différence de densité nous indique que les deux objets furent peut-être formés indépendamment l'un de l'autre, bien que celle de Charon soit issue de données dérivées du HST et d'observations terrestres (à droite, occultation de l'étoile le 11/7/05). L'origine de Pluton et Charon reste encore du domaine théorique, bien que certains pensent qu'ils sont issus du monde des objets de Kuiper formés par l'impact d'un corps aussi gros que Pluton, à l'image de la Lune et de la Terre. Sa surface serait, selon B. Sicardy de l'observatoire de Meudon, composée de glaces d'eau comme semble l'être celle de la plupart des objets de Kuiper, sauf Pluton.

     La surface glacée de Pluton est constituée à 98% d'azote (N2). Le méthane (CH4) et des traces de monoxyde de carbone (CO) sont aussi présents. Il est aussi possible que des tholins soient présents sur la surface. Les tholins sont des molécules complexes obtenues à partir de décharges électriques dans une mixture à base d'hélium (He) et de méthane (CH4) ou d'azote (N2) et de méthane (CH4), contenant des atomes de carbone C, d'hydrogène H, d'oxygène O et d'azote N et ressemblant à de la suie. Les tholins sont créés par le rayonnement solaire. Les tholins se dissolvent pour produire les acides aminés qui sont les briques fondamentales à la base de la vie. 

  Le méthane solide indique que la température est inférieure à 74°K ( - 215°C, très certainement - 240°C par endroit). La température varie selon son orbite qui évolue de 30 UA au périhélie à 50 UA à l'aphélie. Il y a une faible atmosphère (le 1/100 000e de la pression terrestre) qui gèle et tombe sur la surface pendant que la planète s'éloigne du Soleil. A mesure que la planète se déplace sur son orbite, la glace du pôle dans l'obscurité se vaporise ce qui accroît l'atmosphère. En 2002, des mesures effectuées à l'aide de l'occultation d'une étoile ont permis de trouver que l'atmosphère était passée de 5 à 10 µbars. L'étude de l'atmosphère composée de méthane, d'azote et de monoxyde de carbone fait partie de la mission de New Horizons. D'autre part, suite à l'observation de geysers sur Triton par Voyager, les chercheurs pensent en trouver sur Pluton, qui lui ressemble beaucoup (C&E janv 2006).

 

Voir aussi: http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2006/pr-02-06.html

et aussi: http://spaceflightnow.com/news/n0601/04charon/

http://www.universetoday.com/am/publish/mit_charon_atmosphere.html?512006

  1. Température de Pluton

   Pour mesurer la température, un formidable défi se dresse devant les chercheurs. Il s'agit d'évaluer la température d'un corps de la taille d'un crayon placé à 50 km. C'est ainsi que pour la première fois, des astronomes du Harvard - Smithsonian Center for Astrophysics à Cambridge, Mass., ont réussi à relever, en direct, des mesures thermiques sur Pluton et Charon à l'aide du réseau submillimétrique (SMA) sur le Mauna Kea à Hawaï. Pluton est en fait plus froid que prévu et même plus froid que Charon. Pour Mark Gurwell du Harvard-Smithsonian, co-auteur de l'étude avec Bryan Butler du National Radio Astronomy Observatory "Pluton est un exemple dynamique de ce qui peut être appelé un anti effet de serre. La Nature aime les mystères et celui-ci en est un très grand".

  Durant les observations, le SMA utilisa la configuration la plus large pour obtenir des données interférométriques en haute résolution, permettant les lectures séparées des températures de Pluton et de Charon. Sur Pluton, la surface couverte de glace est à environ 43°K (230°C), soit 10° de moins que prévu, 53°K comme sur Charon. Ceci convient au modèle courant qui veut que la basse température de Pluton soit provoquée par l'équilibre existant entre la glace extérieure et la mince atmosphère d'azote et pas simplement du rayonnement solaire reçu qui, rappelons le, ne représente que le millième de ce qui est reçu sur Terre. Pluton est environ 30 fois plus loin du Soleil que ne l'est la Terre. Puisque l'énergie reçue varie comme le carré de la distance, cela donne 302 = 900 fois moins. L'énergie solaire reçue est utilisée pour convertir la glace d'azote en gaz, plutôt que de chauffer la surface. C'est similaire à la façon dont agit l'évaporation sur une surface, ainsi la sueur refroidit votre peau par évaporation.

Source originale: http://www.cfa.harvard.edu/press/pr0601.html

http://www.spacedaily.com/news/Astronomers_Measure_The_Most_Distant_Moon.html

http://www.universetoday.com/am/publish/mit_charon_atmosphere.html?512006

  1. Nouveaux satellites autour de Pluton

   En utilisant le télescope Hubble pour observer la 9e planète du Système solaire, les astronomes ont découvert que Pluton n'avait pas 1 mais trois satellites. C'est le premier objet de Kuiper à avoir plusieurs satellites

   Confirmés le 15 fev 2006, ces 2 nouveaux satellites pourraient offrir une autre vision sur l'évolution du système de Pluton, les objets de la ceinture de Kuiper avec satellites et la ceinture elle-même, cette vaste région au-delà de Neptune, remplie de blocs de glace. 

 

http://imgsrc.hubblesite.org/hu/db/2005/19/images/a/formats/web_print.jpg

 


http://www.naoj.org/Pressrelease/1999/07/Pluto.jpg

  Pluton (ci-dessus avec Charon) découvert par Clyde Tombaugh en 1930 et son satellite Charon en 1978. Le système est à 6 milliards de km de nous. Pour mémoire, Pluton a un diamètre estimé à 2 274 km et se trouve sur une orbite inclinée à 17,5°avec une excentricité de 0,25. Nous avons vu ci-dessus que son classement dans le monde des planètes pourrait être mis en cause. Mais si la découverte se confirme, restera-t-il considéré comme planète ? 

  Les 2 nouveaux ont été baptisés provisoirement S/2005 P1 et S/2005 P2. Ils seraient à environ 43 000 km de Pluton, soit 2 à 3 fois plus éloigné que Charon.

  L'observation fut effectuée avec la caméra avancée ACS le 15 mai 2005. Les candidats sont 5 000 fois moins brillants que Pluton. Trois jours plus tard les objets avaient bougé (voir l'image ci-dessus).

 

 


http://www.boulder.swri.edu/plutonews/fig1.gif

  En comparant les positions des satellites sur différentes images et à différentes dates, les astronomes ont constaté que les positions des 2 objets, S/2005 P1 (Hydra) et S/2005 P2 (Nix), sont conformes à des orbites presque circulaires se situant dans le plan équatorial de Pluton. C'est une conclusion préliminaire avec les distances de P1 et P2 proches respectivement de 64 700 km ± 850 km et de 49 500 km ± 600 km. Leur période orbitale est respectivement de 38,2 j ± 0,8 et de 25,5 j ± 0,5.

  Le plus brillant, Hydra a une magnitude visuelle de 23. Puisque sa réflectivité n'est pas connue avec certitude, sa taille exacte ne peut pas être calculée. Mais en estimant la réflectivité et en utilisant sa distance à la Terre et au Soleil au moment des observations de Hubble, les astronomes ont pu déterminer une taille plausible. La réflectivité s'étale dans une fourchette de 4% (comme les plus sombres des objets de Kuiper connus) à 15% (comme la plupart des objets) ou bien à 35% (comme Charon). Ainsi cela donne:

Albédo estimé Diamètre approximatif
4% 160 km
15% 140 km
35% 110 km

   L'albédo de Nix est environ 25% plus faible que celui de Hydra et ainsi, il serait plus petit de 10 à 15%, à condition qu'il est la même réflectivité de surface. En dépit d'une précision incertaine sur ce qui est connu de ces corps et indépendamment de leurs réflectivités, ils sont clairement plus petits que Pluton (2 284 km) et Charon (1 192 km). En effet, il est peu probable que l'un ou l'autre ait une masse supérieure aux 3/10 000 de Pluton ou aux 3/1 000 de Charon.

  1. Pluton a-t-il d'autres satellites ?

   Probablement, mais les astronomes ont bien cherché autour de Pluton et nous pouvons être certains que s'il y en a d'autres, ils doivent être beaucoup plus faibles, donc plus petits que S/2005 P1 et S/2005 P2. La meilleure évaluation permet de dire que Pluton n'a aucun autre satellite supérieur à 20 km.

  1.  Quelle est la signification de ces corps ?

   Pour commencer, les astronomes savent maintenant que le système de Pluton est en réalité un système quadruple.
Avec non pas 1 mais 3 satellites, Pluton serait le premier objet de Kuiper à en posséder plusieurs. Cela signifie que d'autres objets de la ceinture de Kuiper pourrait avoir aussi plusieurs satellites.

   La découverte fournira également de nouvelles investigations sur le système de Pluton. Tout d'abord cela permettra de déterminer plus précisément les masses et densités de Pluton et Charon et ensuite, de mieux comprendre les effets de marée du système et son origine. Lorsque leurs couleurs, leurs périodes de rotation et leurs tailles seront connus, cela apportera une lumière sur leur propre nature et en fin de compte une meilleure compréhension du système et du contexte des autres satellites des objets de Kuiper.

    D'ailleurs, la découverte signifie que la nouvelle sonde de la Nasa, New Horizons (départ en janvier 2006), sera encore plus occupée, que prévu à l'origine, à son arrivée dans le système (14 juillet 2015) puisqu'il n'y aura non pas deux, mais quatre corps à explorer.

Pluton et Charon par rapport aux USA
http://www.boulder.swri.edu/plutonews/fig6.jpg

   Pluton et Charon à l'échelle des USA. Les nouveaux satellites S/2005 P1 et S/2005 P2 sont à peu près de la moitié de la lettre P de Pluton. Charon est à 19 400 km de Pluton.

 

Paramètres Pluton Charon
Période orbitale 6,3872 j 6,3872 j
Rayon 1150 à 1215 km 600 à 640 km
Densité environ 2 g/cm3 de 1 à 2 g/cm3
Brillance 13,6 15,5
Albédo géométrique 0,55 variable 0,32
Magnitude de couleur 0,93 0,83
Glaces de surface connues CH4 - N2 - CO - ? H2O - ?
Atmosphère confirmé doute

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gros titres de Pluton et orbite
http://www.boulder.swri.edu/plutonews/fig8.gif

 

Communication de la circulaire de l'Union Astronomique Internationale du 31 octobre 2005 à ce lien:

http://cfa-www.harvard.edu/iau/special/08625.pdf

Objets de kuiper

 

 

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