Pluton

Pluton
9e planète en partant du Soleil, située au-delà de Neptune, découverte en 1930 par l'Américain C. Tombaugh.

Caractéristiques de Pluton Type de planète : ni planète tellurique, ni planète gazeuse, Pluton est classée « planète naines » depuis le 26/08/2006 et a reçu le matricule 134340.
Planète sans doute rocheuse recouverte probablement de glace et de méthane gelé
Découverte : en 1930 par Clyde Tombaugh (USA)
Demi-grand axe en ua : 39,54470
Demi-grand axe en km : 5 915 803 000
Excentricité de l'orbite : 0,2490
Inclinaison de l'orbite sur l'écliptique : 17°,1422
Période de révolution sidérale : 247 ans et 362 jours
Période de rotation : 6,39 jours
Vitesse orbitale : 5 km/s
Diamètre apparent équatorial au plus près de la Terre : 0,1" (valeur maximale)
Diamètre équatorial (Terre=1) : 0,1874
Diamètre équatorial : 2390 km
Magnitude visuelle à une ua (phase nulle) : 15,1
Masse (Soleil=1) : 1/156 000 000
Masse (Terre=1) : 0,0021
Masse Pluton+Charon (Soleil=1) : 1/135 000 000
Masse Pluton+Charon (Terre=1) : 1,156
Densité (Eau=1) : 1,73
Gravité à la surface (Terre=1) : 0,06
Vitesse de libération : 1220 m/s
Réflectivité (albédo géométrique) : 0,3
Température de surface : -236°C
Atmosphère : très ténue, azote et méthane.
Nature de la surface : méthane gelé
Nombre d'anneaux : 0
Nombre de satellites : 3

Présentation de Pluton
Pluton est une « planète naine » du système solaire, nouvelle famille de planètes depuis le 26 août 2006.

Orbite de Pluton
L'orbite de Pluton est très inclinée et fortement elliptique, ce qui l'amène périodiquement à être plus proche du Soleil que Neptune (ce fut le cas entre 1979 et 1999).
L'inclinaison de l'orbite de Pluton l'empêche en fait de croiser celle de Neptune. De plus, les deux corps sont en résonance 3:2 : pendant que Neptune effectue trois révolutions autour du Soleil, Pluton en réalise deux.

Neptune « dépasse » toujours Pluton quand celui-ci est à son aphélie. Lorsque Pluton est au périhélie, Neptune a pris environ 90° d'avance sur Pluton. En conséquence, Neptune et Pluton ne s'approchent jamais à moins de 2,5 Tm (2,5 milliards de km) et les deux astres ne peuvent jamais entrer en collision.

Cette résonance orbitale est stable : une perturbation de l'orbite de Pluton serait corrigée par l'attraction de Neptune.
Les objets transneptuniens dont l'orbite est en résonance semblable sont catégorisés comme plutinos.

L'orbite de Pluton étant très excentrique, elle croise celle de nombreux autres objets (dont Neptune) ; parmi les astéroïdes numérotés, ces hadéocroiseurs comptaient (en juillet 2004) 10 frôleurs-intérieurs (dont 5145 Pholus), 24 frôleurs-extérieurs (dont 19521 Chaos), 17 croiseurs (dont 38628 Huya) et 37 co-orbitaux (dont 20000 Varuna, 28978 Ixion et 50000 Quaoar).

Statut de planète Pluton
Aujourd'hui certains scientifiques remettent en cause le statut de planète de Pluton. Selon eux, il est possible que Charon, Pluton et Triton (le plus gros satellite de Neptune), soient trois anciens astéroïdes de la ceinture de Kuiper qui en auraient été extraits par la planète géante. Leur composition (roche et glace) irait d'ailleurs en faveur de cette hypothèse. Cela ferait alors de Pluton, qui est pourtant plus petit que la Lune par exemple, l'objet le plus gros et le plus brillant de la ceinture de Kuiper.

Certains scientifiques proposent de rétrograder Pluton du statut de planète à celui de planète mineure (objet transneptunien). D'autres, comme Brian Marsden du Minor Planet Center, suggèrent de lui donner à la fois les deux statuts, en raison de son importance historique et de sa découverte. Marsden annonça le 3 février 1999 que Pluton serait classé comme le 10 000e objet de son catalogue recensant justement 10 000 planètes mineures. Le nombre rond de 10 000 serait attribué à Pluton en son honneur pour la « célébration » de ce compte atteint. Mais l'Union astronomique internationale va mettre les points sur les i : Pluton ne sera pas déclassé du rang de planète majeure tant qu'il n'y aura pas de preuves réellement convaincantes. Elle reste donc par convention désignée comme la neuvième planète du système solaire.

Il est intéressant de noter que, historiquement, les quatre premiers astéroïdes découverts (1 Cérès, 2 Pallas, 3 Junon et 4 Vesta) furent considérés comme des planètes pendant plusieurs décennies (leurs dimensions n'étaient pas vraiment connues à l'époque). Certains textes astronomiques du début du XIXe siècle font référence à onze planètes (incluant Uranus et les quatre premiers astéroïdes). Le cinquième astéroïde (5 Astrée) fut découvert en 1845 peu de temps avant la découverte de Neptune, suivi de plusieurs autres dans les années subséquentes. Bien qu'ils soient toujours appelés « planètes mineures », ils ne sont plus aujourd'hui considérés comme des « planètes » à l'exception de Cérès qui a rejoint, le 26 août 2006, la famille des « planètes naines » avec Pluton et Eris alias Xéna, (2003 UB 313)

Composition interne de Pluton
Avec un diamètre de 2 302 km et une masse de 1,314×1022 kg, Pluton est plus petite et moins massive que la Lune et six des satellites naturels de Jupiter et Saturne : Ganymède, Titan, Callisto, Io, Europe et Triton.

La composition interne de Pluton est pour l'instant inconnue, probablement un noyau rocheux. Sur sa surface, de la glace de méthane (CH4) a été détectée aux pôles par télescopie infrarouge, en calottes dont la taille varie selon l'éloignement de la planète par rapport au Soleil.

Atmosphère de Pluton
Une mince atmosphère de 0,15 Pa a été mesurée en 1988 lors du passage de Pluton devant une étoile.

Cette atmosphère pourrait n'exister que lorsque la planète est à son périhélie et geler lorsqu'elle s'éloigne du Soleil.

Elle serait composée d'azote (N2) à 90 % et de monoxyde de carbone (CO) à 10 %, avec des traces de méthane (CH4).

En 2003, une autre occultation stellaire par Pluton a été observée par plusieurs équipes dirigées par Bruno Sicardy et Jim Elliot. De manière surprenante, la pression atmosphérique a été estimée à 0,30 Pa, bien que Pluton soit plus éloignée du Soleil qu'en 1988 et donc plus froide. L'hypothèse privilégiée à l'heure actuelle serait que le pôle sud de Pluton serait sorti de l'ombre en 1987 pour la première fois depuis 120 ans et qu'un surplus d'azote aurait alors sublimé de la calotte polaire sud. Cet excès d'azote devrait mettre vraisemblablement des décennies avant de se condenser à l'autre pôle.

Les satellites de Pluton - Charon, Nix et Hydra


Charon, lune de Pluton
Charon fut découvert en 1978. Comparativement à Pluton, Charon est un très gros satellite (son diamètre est la moitié de celui de Pluton), et le barycentre des deux corps se trouve au-delà de la surface de Pluton (à un peu plus de deux rayons plutoniens). C'est le seul cas de système planétaire possédant cette caractéristique dans tout le système solaire. Pluton et Charon sont également en rotation synchrone toutes les deux : Charon présente toujours la même face à Pluton et Pluton la même face à Charon. À noter que certains astéroïdes binaires possèdent aussi ces deux traits, et que le barycentre de Jupiter et du Soleil est au-delà de la surface de ce dernier.

La découverte de Charon permit de mesurer la masse du système double. Une masse inférieure aux estimations précédentes a été déterminée.
Cette découverte a également amené les astronomes à revoir leur estimation sur la taille de Pluton. À l'origine, on pensait que Pluton était plus grande que Mercure et plus petite que Mars, mais les calculs étaient fondés sur le fait qu'un seul objet était observé (on ne distinguait pas Charon de Pluton). Une fois le système double découvert, l'estimation de la taille de Pluton a été revue à la baisse. Il est possible aujourd'hui, avec des instruments modernes, de distinguer le disque de Pluton et ainsi déterminer sa taille directement.

Par ailleurs, l'albédo de Pluton a dû aussi être recalculé et revu à la hausse puisque la planète maintenant observée était bien plus petite que les premières estimations ; sa capacité à réfléchir la lumière devait être plus importante que ce que l'on pensait. Les estimations actuelles lui donnent une valeur légèrement inférieure à celle de Vénus, qui est déjà assez élevée.
Charon, à la différence de Pluton, n'a pas retenu de méthane et apparaît beaucoup plus sombre.
Certains chercheurs ont suggéré que Pluton et Charon sont des satellites de Neptune qui auraient été éjectés de son orbite, mais on pense aujourd'hui que Pluton n'a jamais fait partie des satellites de Neptune. L'orbite rétrograde de Triton laisse penser que celui-ci était à l'origine un objet indépendant, comme Pluton, et qui fut capturé par Neptune. Triton semble également partager certaines caractéristiques atmosphériques et géologiques avec Pluton.

En janvier 2006 lors d'une occultation d'étoile, on n'a pu en savoir un peu plus sur Charon. Son diamètre est estimé à 1207,2 km (+ ou - 1,4 km) et sa densité évalué à 1,71 (+ ou - 0,08 g/cm3. Autre information inportante, Charon possèderait une athmosphère très ténue mais sa composition n'est pas connue et il sera sans doute difficile d'arrêter des chiffres précis car, comme pour Mercure, cette athmosphère est trop peu dense, volatile et variable en fonction de la date et de l'endroit où la mesure est effectuée.

Les autres satellites de Pluton
Pluton posséde deux autres satellites, qui furent photographiés le 15 mai 2005 lors d'une campagne d'observation du télescope spatial Hubble et ont reçu les noms de Nix pour S/2005 P1 et Hydra pour S/2005 P2. Ils ont été vus par une équipe du Southwest Research Institute sur des clichés pris pour préparer la nouvelle mission d'exploration lointaine du système solaire, New Horizons. Leur existence fut confirmée par l'examen de photographies prises par Hubble et datant du 14 juin 2002. Compte tenu de la résolution du télescope, Pluton ne semble pas posséder d'autre satellite d'une taille supérieure à 15 km.

D'après les premières observations, le demi-grand axe de Hydra mesure 49 000 km et celui de Nix 65 000 km. Les deux satellites semblent orbiter dans le même plan que Charon et sont deux et trois fois plus éloignés que celui-ci, avec une résonance orbitale de 4:1 et 6:1.

Les deux objets possèderaient un diamètre d'environ 40 à 160 km et une masse estimée à 0,3% de celle de Charon (0,03% de la masse de Pluton).

Nix était la déesse de l'obscurité et de la nuit et la mère de Charon, alors que l'Hydre était un monstre neuf têtes qui désormais orbite autour de la neuvième planète du système solaire. Naturellement Nix et Hydra partagent également leurs initiales avec la sonde New Horizons dont le but est détudier ce système lointain.

Des anneaux?
Dans un article publié dans la revue Nature, une équipe de scientifiques américains conduite par le Dr. S. Alan Stern du SwRI (Southwest Research Institute), annonce que les deux petites lunes récemment découvertes de Pluton se sont très probablement formées lors du même impact géant qui a donné naissance à Charon, l'autre satellite de Pluton.

L'équipe soutient également que d'autres grands objets binaires de la Ceinture de Kuiper pourraient également abriter de petites lunes, et que celles qui gravitent autour de Pluton pourraient générer des anneaux de débris autour de la planète.