Crédit d'image: NASA
Une équipe d’astronomes du MIT a rapporté aujourd’hui que l’atmosphère de Pluton s’étend, alors même que la planète s’éloigne du Soleil sur son orbite elliptique. Les astronomes s'attendaient à trouver la situation inverse; que son atmosphère se rétrécirait en s'éloignant du Soleil, mais elle est similaire à la Terre, où le début de l'après-midi est plus chaud que midi, lorsque le Soleil est à son plus fort. Si tout se passe bien, la NASA lancera sa mission Nouveaux Horizons d'ici 2006 pour atteindre Pluton en 2015.
L'atmosphère de Pluton se développe alors même qu'elle continue sur sa longue orbite loin du soleil, une équipe d'astronomes du MIT, de l'Université de Boston, du Williams College, du Pomona College, du Lowell Observatory et de la Cornell University rapportent dans le numéro du 10 juillet de Nature.
L'équipe, dirigée par James Elliot, professeur d'astronomie planétaire au MIT et directeur de l'Observatoire Wallace du MIT, a fait cette constatation en observant la gradation d'une étoile lorsque Pluton est passé devant elle le 20 août 2002. L'équipe a réalisé des observations à l'aide de huit télescopes à l'observatoire Mauna Kea, Haleakala, l'observatoire Lick, l'observatoire Lowell et l'observatoire Palomar.
Elliot a déclaré que les nouveaux résultats semblent contre-intuitifs, car les observateurs ont supposé que l'atmosphère de Pluton commencerait à s'effondrer à mesure qu'elle se refroidissait. En fait, la température de l'atmosphère principalement azotée de Pluton a augmenté d'environ 1 degré Celsius depuis qu'elle était la plus proche du soleil en 1989.
Elliot attribue cette augmentation au même effet de décalage que nous connaissons sur Terre - même si le soleil est le plus intense à son point culminant à midi, la partie la plus chaude de la journée est vers 15 heures. Parce que l'année de Pluton est égale à 248 années terrestres, 14 ans après l'approche la plus proche du Soleil par Pluton est comme 13h15. sur Terre. Au rythme de l'orbite de Pluton, il faudra peut-être encore 10 ans pour se refroidir et commencerait tout juste à se refroidir lorsque la mission de la NASA New Horizons à Pluton, qui devrait être lancée en 2006, l'atteint en 2015.
L'atmosphère à dominante azotée de Pluton est en équilibre de pression de vapeur avec sa glace de surface, et peut donc subir de grands changements de pression en réponse à de petits changements de température de la glace de surface. À mesure que sa surface glacée se refroidit, il se condense en un givre blanc frais qui reflète davantage la chaleur du soleil et se refroidit encore. À mesure que la saleté de l'espace et les objets s'accumulent à sa surface, il s'assombrit et absorbe plus de chaleur, accélérant l'effet de réchauffement. Pluton s'assombrit depuis 1954.
«Les données d'août 2002 nous ont permis de sonder beaucoup plus profondément l'atmosphère de Pluton et nous ont donné une image plus précise des changements qui se sont produits», a déclaré Elliot.
L'orbite de Pluton est beaucoup plus elliptique que celle des autres planètes, et son axe de rotation est incliné d'un grand angle par rapport à son orbite. Ces deux facteurs pourraient contribuer à des changements saisonniers drastiques.
Depuis 1989, par exemple, la position du soleil dans le ciel de Pluton a changé de plus que le changement correspondant sur la Terre qui cause la différence entre l'hiver et le printemps. La température atmosphérique de Pluton varie entre environ -235 et -170 degrés Celsius, selon l'altitude au-dessus de la surface.
Pluton a de la glace azotée à sa surface qui peut s'évaporer dans l'atmosphère lorsqu'elle se réchauffe, provoquant une augmentation de la pression de surface. Si l'augmentation observée de l'atmosphère s'applique également à la pression de surface - ce qui est probablement le cas - cela signifie que la température de surface moyenne de la glace azotée sur Pluton a augmenté d'un peu plus de 1 degré Celsius au cours des 14 dernières années.
ÉTUDIER LES ATMOSPHÈRES AVEC LES OMBRES
Les chercheurs étudient des objets lointains à travers des événements occultants - comme des éclipses dans lesquels un corps (Pluton dans ce cas) passe devant une étoile, bloquant la lumière de l'étoile de la vue. En enregistrant la gradation de la lumière des étoiles au fil du temps, les astronomes peuvent calculer la densité, la pression et la température de l'atmosphère de Pluton.
L'observation de deux occultations ou plus à des moments différents fournit aux chercheurs des informations sur les changements dans l'atmosphère de la planète. La structure et la température de l'atmosphère de Pluton ont été déterminées pour la première fois lors d'une occultation en 1988. Le bref passage de Pluton devant une autre étoile le 19 juillet a conduit les chercheurs à croire qu'un changement atmosphérique radical était en cours, mais il n'était pas clair si l'atmosphère se réchauffait ou se refroidissait.
Les données résultant de cette occultation, lorsque Pluton est passé devant une étoile connue sous le nom de P131.1, ont conduit aux résultats actuels. "C'est la première fois qu'une occultation nous permet de sonder si profondément l'atmosphère de Pluton avec un grand télescope, ce qui donne une haute résolution spatiale de quelques kilomètres". Dit Elliot. Il espère utiliser cette méthode pour étudier Pluton et les objets de la ceinture de Kuiper plus fréquemment à l'avenir.
MISSION À PLUTO
La NASA a récemment autorisé la mission New Horizons Pluto-Kuiper Belt pour commencer à construire des engins spatiaux et des systèmes au sol. La mission sera la première à Pluton et à la ceinture de Kuiper. Richard P. Binzel, professeur de sciences de la terre, de l'atmosphère et des planètes (EAPS) au MIT, est co-chercheur.
Le vaisseau spatial New Horizons devrait être lancé en janvier 2006, passer devant Jupiter pour une augmentation de la gravité et des études scientifiques en 2007, et atteindre Pluton et la lune Charon de Pluton dès l'été 2015. Pluton est la seule planète non encore observée à courte distance . Cette mission cherchera à répondre aux questions sur les surfaces, les atmosphères, les intérieurs et les environnements spatiaux de la planète la plus éloignée du système solaire et de sa lune.
Dans l'intervalle, les chercheurs espèrent utiliser SOFIA, un télescope de 2,5 mètres monté dans un avion construit par la NASA en collaboration avec l'agence spatiale allemande, à partir de 2005. SOFIA pourrait être envoyé au bon endroit dans le monde pour mieux observer les occultations, en fournissant des données de haute qualité sur une base beaucoup plus fréquente que ce qui est possible en utilisant des télescopes au sol seuls.
Outre Elliot, les co-auteurs du MIT sont le récent diplômé en physique Kelly B. Clancy; étudiants diplômés Susan D. Kern et Michael J. Person; Colette V. Salyk, récente diplômée du MIT; et l'aéronautique et l'astronautique senior Jing Jing Qu.
Les collaborateurs du Williams College comprenaient Jay M. Pasachoff, professeur d'astronomie; Bryce A. Babcock, physicien du personnel; Steven V. Souza, superviseur de l'observatoire; et le premier cycle David R. Ticehurst. Ils ont utilisé le télescope de l'Université d'Hawaï à 13 800 pieds d'altitude du volcan hawaïen Mauna Kea et un détecteur électronique Williams College qui font normalement partie des expéditions par éclipse.
Les collaborateurs du Pomona College sont Alper Ates et Ben Penprase. La collaboratrice de l'Université de Boston est Amanda Bosh. Les collaborateurs de l'Observatoire Lowell sont Marc Buie, Ted Dunham, Stephen Eikenberry, Cathy Olkin, Brian W. Taylor et Lawrence Wasserman. Les collaborateurs de Boeing sont Doyle Hall et Lewis Roberts.
La collaboratrice du Royaume-Uni pour le télescope infrarouge est Sandy K. Leggett. Les collaborateurs de l'Observatoire naval américain sont Stephen E. Levine et Ronald C. Stone. Le collaborateur de Cornell est Dae-Sik Moon. David Osip et Joanna E. Thomas-Osip étaient au MIT et sont maintenant aux Observatoires Carnegie. John T. Rayner se trouve dans les installations du télescope infrarouge de la NASA. David Tholen est à l'Université d'Hawaï.
Ce travail est financé par Research Corp., le Southwest Research Institute, la National Science Foundation et la NASA.
Source d'origine: communiqué de presse du MIT
