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Publié le 9 Juil, 2003 dans Bouleversements climatiques du système solaire

De grands changements dans l’atmosphère de Pluton

(Source : CNRS)

L’atmosphère de Pluton a été observée par une équipe d’astronomes internationaux comprenant des chercheurs français du Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (LESIA – CNRS, Observatoire de Paris, Universités de Paris VI et Paris VII) et de l’Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE – CNRS, Observatoire de Paris). Ce sont deux phénomènes d’occultation, passages de Pluton entre nous et une étoile, qui ont permis d’étudier l’atmosphère de cette planète. Ces occultations ont été observées au nord du Chili avec un télescope de 30 cm, le 20 juillet 2002, et avec le télescope de 3,6 m Canada-France-Hawaii, le 21 août 2002. Contrairement à toute attente, la pression atmosphérique est le double de celle qui a été mesurée en 1988, alors que Pluton était plus près du Soleil. Ceci pourrait provenir de la sublimation (1) de la glace d’azote se situant sur la calotte polaire sud. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature du 10 juillet 2003.

Pluton est la seule planète du système solaire qui n’a pas reçu la visite d’une sonde spatiale. Cette planète très éloignée de nous est assez mal connue. Des observations ont montré que sa surface était recouverte de glaces d’azote, de méthane et de monoxyde de carbone et qu’elle possédait une atmosphère très ténue. Cette atmosphère proviendrait de la sublimation des glaces d’azote, et donc serait fonction de la quantité d’énergie provenant du Soleil et reçu par la planète. Pluton, qui a une trajectoire très excentrique qui la conduit même à certains moments à être plus proche du Soleil que Neptune, subit une importante variation d’ensoleillement et donc devrait voir son atmosphère varier en fonction de sa distance au Soleil. L’atmosphère de Pluton peut être observée lorsque cette planète passe devant une étoile, créant ainsi le phénomène d’occultation. La lumière de l’étoile avant de disparaître, cachée par la planète, voit son intensité diminuer progressivement lorsqu’il existe une atmosphère. Les rayons lumineux de l’étoile sont de plus en plus réfractés par l’atmosphère en fonction de l’altitude, les couches basses de l’atmosphère réfractant plus le rayonnement. C’est ce phénomène qui a été observé en 1988 pour Pluton. L’occultation avait révélé une atmosphère d’azote, avec pour les couches les plus basses une pression de l’ordre de quelques microbars (10-6 bar, soit un millionième de la pression de l’atmosphère terrestre qui est de 1 bar à la surface). De plus, les courbes de lumière de 1988 ont fait apparaître une variation brutale de l’éclat de l’étoile qui pourrait être due, soit à la présence de « brouillard » d ‘azote gazeux, soit à la présence d’une couche d’inversion dans l’atmosphère de Pluton. L’occultation d’une étoile par Pluton a été observée le 20 juillet 2002 au nord du Chili. Une équipe d’astronomes de l’Observatoire de Paris, ainsi que des astronomes amateurs, ont utilisé un télescope de 30 cm de diamètre équipé d’une caméra CCD pour cette observation. Un mois plus tard, le 21 août 2002, une seconde occultation d’une étoile par Pluton a été observée avec le télescope de 3,6 m de diamètre Canada-France-Hawaii. L’analyse des résultats montre que la pression atmosphérique de Pluton est deux fois plus grande qu’en 1988, alors que Pluton est beaucoup plus éloignée du Soleil, et donc plus froide. De plus, de petits phénomènes de scintillations de l’étoile dans l’atmosphère de Pluton ont été observés, phénomènes qui n’avaient pas été vus aussi clairement en 1988. Le fait que Pluton ait une atmosphère plus dense, alors qu’elle subit un éclairement moindre du Soleil, pourrait s’expliquer par un phénomène d’origine saisonnière. Après son passage au plus près du Soleil en 1989, le pôle sud qui est couvert d’une calotte de glace d’azote est peu à peu éclairé par le Soleil, après un hiver de 120 ans. L’azote serait alors sublimé, et le gaz alimentant l’atmosphère serait transporté, par un effet de circulation, vers le pôle nord. Celui-ci, dans l’obscurité et donc froid, permettrait à l’azote de se condenser à nouveau, diminuant ainsi la densité de l’atmosphère. Mais ce transport et donc la diminution de l’atmosphère mettrait plusieurs années avant d’être effectif, et ne commencerait qu’aux environs de 2015. Les petites variations dans les courbes de lumière seraient probablement dues à des fluctuations de la température et de la pression de l’atmosphère de Pluton qui pourraient s’expliquer par des vents forts provenant de la différence entre hémisphère sombre et hémisphère lumineux de la planète, ou par des mouvements de convection très proches de la surface de Pluton. Ainsi, même si l’atmosphère de Pluton est très ténue, elle est soumise à des variations importantes au cours du temps, variation qui ne sont pas seulement liées à l’ensoleillement de la planète, mais également à des facteurs directement liés aux saisons de Pluton.

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