Si Pluton a le cœur lourd, c’est peut-être qu’il cache un océan sous sa surface

Pluton a, au sens propre, le cœur lourd ! Mais la provenance de cette masse supplémentaire fait toujours l’objet d’un intelligent débat.

Deux études, publiées cette semaine, suggèrent que la masse en plus de la plaine Spoutnik (Sputnik Planitia), le grand lobe gauche glacé de la région en forme de coeur de Pluton (image d’entête, par la sonde New Horizons), a réorienté la planète naine sur son axe de rotation pour mieux répartir son poids.

Mais ils ont des théories différentes, comme sur la provenance de cette masse supplémentaire.

Francis Nimmo de l’université de Californie et son équipe suggèrent que la masse est due à un océan caché sous une coquille mince de glace d’azote.

L’image de gauche présente Pluton avec son coeur visible, telle que photographiée par la sonde New horizon et à droite une image présentant l’intérieur supposé de la région de Sputnik Planitia, avec le bleu foncé représentant un océan de sous-surface et le bleu clair pour la croûte congelée. (Pam Engebretson/ Université de Santa Cruz).

Pendant ce temps, James Keane et ses collègues de l’université d’Arizona pensent qu’avec les années, de la neige d’azote s’est compactée sur la surface, remplissant la région avec de la glace dense.

Pluton et sa plus grande lune Charon sont verrouillés gravitationnellement, c’est-à-dire qu’elle se présente la même face l’une à l’autre.

Cette animation montre comment Pluton s’est réorienté alors que des glaces volatiles remplissaient Sputnik Planitia (le lobe gauche du cœur de Pluton). Spoutnik Planitia a commencé au nord-ouest de sa position actuelle, et alors qu’il se remplissait de glaces, les marées (la force gravitationnelle) de Charon, la plus grande lune de Pluton, ont réorienté la planète naine. (James Tuttle Keane/ Cartes de Pluton et Charon par la NASA / Université Johns Hopkins /Southwest Research Institute.)

Le côté Charon de Pluton est dominé par la plaine Spoutnik, un bassin couvert de glace de 1 000 kilomètres de large sur la surface de Pluton. Les scientifiques planétaires croient que c’est un cratère d’impact (engendrée par la collision d’un astéroïde).

Représentation de la probable formation de Sputnik Planitia suite à l’impact d’un astéroïde. Cette région s’est ensuite remplie de glaces volatiles.  (James Tuttle Keane)

Les deux théories tentent de résoudre un paradoxe : lorsqu’un astéroïde frappe un objet, de la matière est détruite, ce qui entraîne une diminution de la masse dans la zone par rapport à la moyenne de la surface, appelée “anomalie de masse négative”.

Mais la plaine Spoutnik est différente. Comme elle fait toujours face à Charon, elle doit être plus lourde que ses environs afin de garder la lune verrouillée dans sa position. Alors, où est la masse cachée ?

Nimmo et ses collègues calculent qu’il n’y a que 5% de chance que le cœur de Pluton se soit stationné presque parfaitement en face de Charon et une explication plus plausible se cache en dessous.

En utilisant un modèle de l’intérieur de la planète naine avec les données de la mission New Horizons, Nimmo et son équipe suggèrent qu’il y a assez de chaleur rayonnant de Pluton pour garder un liquide fluide, celui-ci s’écoulant sous la croûte du bassin, assez pour ajouter du poids dans la région.

Keane et ses collègues ont porté leur regard vers le ciel plutonien pour tenter d’y trouver une explication. Une année sur Pluton représente 248 années sur  Terre. Sur le côté ombragé de la planète naine, il fait tellement froid que l’azote et d’autres gaz volatils se figent à la surface.

Keane et ses collègues ont utilisé une modélisation informatique, associée aux observations de la sonde New Horizons, pour expliquer que lorsque Pluton approche du soleil sur son orbite, l’azote s’évapore et la neige tombe sur l’autre côté de la planète naine et donc sur la plaine Spoutnik. Cela signifie que de la glace commence à s’accumuler jusqu’à ce qu’elle devienne si lourde et épaisse, que la planète entière se retrouve en déséquilibre.

Les chercheurs ont également noté un réseau de fractures tectoniques autour de Sputnik Planitia qui pourrait être la preuve que de l’eau remonte de sous la croûte et dans le cratère, tout comme la théorie de Nimmo.

Mais l’équipe de Keane suggère que ces fractures sont des signes que de l’eau glacée en profondeur étend et fissure la surface.

Pluton est le plus grand corps connu dans une ceinture d’astéroïde, appelée la ceinture de Kuiper, où de nombreux corps semblables en taille et en composition vagabondes. Pour Nimmo, les océans de sous-surface sont probablement courants dans la ceinture de Kuiper.

Pour les chercheurs, il sera difficile de le prouver :

Il est difficile de conclure si c’est une chose courante dans la ceinture de Kuiper, ou si Pluton est unique en ce sens, mais nous avons certainement constaté que les océans de sous-surface ne semblent pas être rares.

Quelle que soit la raison de l’excès de poids de la plaine Spoutnik, Pluton est plus qu’une simple boule de neige.

L’étude de Francis Nimmo et ses collègues de l’université de Californie publiée dans Nature : Reorientation of Sputnik Planitia implies a subsurface ocean on Pluto et celle de   James Keane et ses collègues de l’université d’Arizona : Reorientation and faulting of Pluto due to volatile loading within Sputnik Planitia.