Astronomie

Pluton a-t-il des cratères d'impact ?

Pluton a-t-il des cratères d'impact ?

J'ai entendu de nombreuses sources que Pluton ne semble pas avoir quelconque des cratères d'impact, mais je vois quelques éléments qui ressemblent à des cratères d'impact, mis en évidence sur cette photo :

À titre de comparaison, voici quelque chose qui ressemble à un cratère d'impact sur Pluton à côté d'un cratère d'impact sur Mercure :

Sont-ils des cratères d'impact sur Pluton ? Si non, quels sont-ils ? S'ils le sont, pourquoi les gens disent-ils qu'il a non des cratères d'impact ?


Il a été prédit par certains, avant l'arrivée des images, que les cratères de Pluton seraient beaucoup moins profonds que peut-être sur d'autres objets/satellites rocheux. La raison en est la composition glacée et les vitesses d'impact relativement faibles dans le système solaire externe (Bray & Schenk 2015).

Il y a en effet des citations rapportées ces derniers jours selon lesquelles il n'y a pas de cratères d'impact sur Pluton (par exemple ici ou ici), sur la base des images les plus hautes résolutions.

Cependant, je suis avec vous - les choses que vous avez marquées ressemblent à de très grands cratères d'impact, ou à leurs restes, et donc ce que nous voyons, c'est qu'il n'y a pas de petit ceux.

L'essentiel de ce que j'ai entendu/lu est que cela indique une activité géologique sur Pluton, qui supprime efficacement les preuves d'impacts relativement faibles et que la surface que nous voyons est principalement âgée de moins de 100 millions d'années. Regardez cet espace, beaucoup de gens ne font que battre des lèvres en ce moment (y compris moi).

Une autre possibilité - évoquée par Wayfaring Stranger - pourrait être que le nombre d'impacts attendus ait été (largement) surestimé. Ceci est discuté par Singer & Stern (2015). Il y a en effet des incertitudes, et on espère que le cratère sur Pluton et Charon contribuerait à restreindre les densités de nombre et la distribution de taille des petits impacteurs. J'ai l'impression que les incertitudes pourraient atteindre des niveaux allant jusqu'à des facteurs de 10 - et cela semble être discuté assez attentivement dans Greenstreet et al. (2015) (derrière un paywall, désolé), qui commentent également dans l'abstrait que les âges de surface jugés à partir des cratères sont « entièrement dépendants de l'extrapolation aux petites tailles [de la distribution de l'impacteur] ».

Modification supplémentaire : LDC3 suggère que tous les cratères pourraient être trop petits pour être vus. Les images haute résolution qui ont été publiées pourraient résoudre des cratères d'un diamètre de quelques kilomètres ou plus et couvrir quelques pour cent de la surface. Selon Singer & Stern (2015), le nombre de cratères de cette taille et au-dessus sur Pluton ils attendaient dans une telle zone est de $sim 1000$. Je pense donc que soit la planète a refait surface récemment, soit les cratères ont été érodés d'une autre manière ou leurs estimations du nombre d'impacts/taille des impacteurs sont fausses.


D'autres images ont confirmé une surface vieille d'un milliard d'années avec des cratères d'impact sur une partie et des cratères plus récents qui sont très récents et lisses sur une autre partie.

Jeff Moore, de l'équipe New Horizons, a déclaré. "Nous savons maintenant que Pluton a des surfaces vieilles d'un milliard d'années",

Edit… nouvelle estimation de la NASA : Sur la base de l'absence de cratères d'impact, les scientifiques soupçonnent que la surface de Pluton a moins de quelques centaines de millions d'années, en savoir plus sur http://newsdaily.com/2015/07/nasa-spacecraft -shows-pluto-wrapped-in-haze-ice-flows/#ytDT3emJZSKRbL7b.99

Il s'attend à ce que la majeure partie des données qu'il souhaite étudier n'ait pas été renvoyée avant le début de 2016. Image à grande échelle :


Mission New Horizons vers Pluton et Charon

Figure 1 : Photo New Horizons de Pluton (en bas à droite) et Charon (en haut à gauche) Charon et Pluton : Strikingly Different Worlds Lien : http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA19966) Auteur : NASA / Johns Hopkins University Laboratoire de physique appliquée / Institut de recherche du Sud-Ouest

Le satellite New Horizons a été lancé en janvier 2006 pour une mission d'une décennie visant à observer la planète naine Pluton (Fig. 1), sa lune Charon (Fig. 1) et les objets de la ceinture de Kuiper. Il a effectué son survol de Pluton en 2015 et poursuivra sa mission secondaire d'observation et d'étude d'autres objets de la ceinture de Kuiper au cours de la prochaine décennie. Les Nouveaux Horizons ont pu fournir de nouvelles découvertes et confirmer les prédictions faites sur Pluton et son satellite jumeau nain Charon. Avec l'utilisation de la bonne instrumentation, la mission New Horizons a révélé que Pluton, avec sa lune Charon, a une géologie étonnamment complexe avec une atmosphère et un climat uniques.

La mission du satellite New Horizons fournit des informations pertinentes et importantes à partager avec le public. On croyait que Pluton était une planète naine froide et morte, mais cette théorie est loin d'être vraie. Pluton a une géologie active et diversifiée tout comme Charon. L'atmosphère bleue de Pluton fascine les scientifiques avec de multiples couches de brume différentes de ce qui a été vu auparavant. Bien que Charon puisse avoir peu ou pas d'atmosphère, sa gravité peut attirer des gaz s'échappant de Pluton. Les données collectées remettront en question la perception du grand public de Pluton, Charon et d'autres objets de la ceinture de Kuiper. Partager les nouvelles découvertes et découvertes des Nouveaux Horizons avec le grand public aidera les gens à mieux comprendre les confins de notre système solaire.


Pluton : un tout nouveau monde

Après avoir parcouru plus de 3 milliards de kilomètres, le vaisseau spatial New Horizons a atteint Pluton plus tôt ce mois-ci. Maintenant, Pluton est partout dans l'actualité, et pour cause.

Toutes les autres planètes de notre système solaire avaient déjà été visitées par des engins spatiaux. Pluton était la dernière planète que nous n'avions pas encore explorée.

Oh, attendez. Il y a quelques années, Pluton a été rétrogradé. Ce n'est plus une planète.

Permettez-moi de reformuler cette déclaration alors.

Pluton était le dernier ancien planète que nous n'avions pas encore explorée. 1

Même si nous ne commençons que 2 à récupérer des images et des données de New Horizons, les résultats sont déjà spectaculaires.

Non seulement Pluton est « nouveau » dans le sens où personne ne l'a vu auparavant, mais il a également l'air nouveau dans le sens le plus naturel du terme…

Un monde étonnamment jeune

Les scientifiques séculaires pensent que Pluton a 4,6 milliards d'années. Et donc, ils s'attendaient à ce que Pluton ressemble à ça.

Surprendre! Sa surface semble plutôt très jeune.

Terrain lisse sans cratère sur Pluton.
Crédit d'image : NASA/JHUAPL/SWRI

Pour évaluer l'âge d'un corps du système solaire (une planète, une lune, etc.), les astronomes comptent les cratères d'impact à la surface.

L'idée ici est simple. Plus quelque chose est vieux, plus il est resté longtemps là et a été frappé par des impacteurs. Ainsi, un nombre plus élevé de cratères d'impact indique un âge plus élevé.

Bien sûr, cela ne nous en dit pas directement plus que cela. Pour calculer un âge spécifique, vous devez faire toutes sortes d'hypothèses sur les taux de cratères dans le passé, hypothèses qui ne peuvent pas être vérifiées.

Mais une chose semble claire. Si un objet avait vraiment des milliards d'années, il aurait déjà accumulé un nombre substantiel de cratères à sa surface.

L'affaire des cratères disparus

Les astronomes laïques s'attendaient à ce que Pluton et ses lunes soient couverts de cratères.

Pluton et sa plus grosse lune, Charon.
Crédit d'image : NASA/JHUAPL/SWRI

Mais ce n'est pas ce que New Horizons a trouvé.

Dans les images que nous avons reçues jusqu'à présent, il y a peu de cratères d'impact visibles. Certaines images ne semblent pas avoir de cratères du tout.

En tant qu'article dans le New York Times noté, les scientifiques laïques sont « peuvent d'expliquer » ce qu'ils voient. Ils sont « déroutés » par les images. 3

Cela s'applique non seulement à Pluton, mais aussi à sa lune Charon. La scientifique adjointe du projet, Catherine Olkin, s'attendait à ce que Charon soit "un ancien terrain couvert de cratères". Au lieu de cela, "Charon vient de nous faire sauter les chaussettes."

Cratères manquants : preuves d'une activité géologique récente

L'absence de cratères peut signifier deux choses : soit aucun cratère ne s'y est jamais formé, soit ils se sont formés puis ont été effacés plus tard.

La première idée (que de vastes zones de Pluton n'ont jamais eu de cratères) semble déraisonnable. La plupart des autres corps du système solaire sont fortement cratérisés et il n'y a aucune raison évidente pour laquelle Pluton devrait être différent.

De plus, au moins une image de la surface de Pluton comprend un terrain lisse d'un côté et un terrain cratérisé de l'autre. Cela semble similaire à certaines régions de la Lune, où il semble que des cratères se soient formés, puis aient été remplis plus tard par l'activité volcanique.

Terrain cratérisé à côté de plaines lisses.
Crédit d'image : NASA/JHUAPL/SWRI

Par conséquent, il semble raisonnable que les parties de Pluton qui sont actuellement lisses aient eu des cratères auparavant. Mais la surface de Pluton a été retravaillée d'une manière ou d'une autre, et ces cratères ont maintenant disparu.

Le problème pour les astronomes laïques est le suivant : le remaniement devait être très récent (car la surface retravaillée a accumulé très peu de cratères depuis qu'elle s'est produite). Et il n'y a aucun moyen apparent pour que ce récent resurfaçage se soit produit, si Pluton avait en fait des milliards d'années.

Pluton est un tout petit monde (encore plus petit que la Lune de la Terre). S'il avait des milliards d'années, il aurait dû s'être refroidi de sa formation il y a des éons. Cela devrait ne pas être géologiquement plus actif. Il n'y a pas de source d'énergie pour une telle activité géologique.

Et donc, sa surface devrait être ancienne et pleine de cratères qui se sont formés après l'arrêt de l'activité géologique, il y a des milliards d'années. Au lieu de cela, la surface semble très jeune.

Il n'a "que" 100 millions d'années

Un article de la NASA décrit une image de Tombaugh Regio sur Pluton : « une vaste plaine sans cratère qui semble n’avoir pas plus de 100 millions d’années et qui est peut-être encore façonnée par des processus géologiques ».

Cent millions d'années sonnent comme une longue période. Mais par rapport à l'âge supposé du terrain de Pluton (qui est de 4,6 milliard ans), ce n'est rien.

Voici comment vous pourriez illustrer cela. Disons que vous aviez un morceau de corde de 10 pieds de long et que vous décidiez qu'il représentait 100 millions d'années. Maintenant, vous vouliez obtenir un deuxième morceau proportionné au premier, de sorte qu'il représente exactement 4,6 milliards d'années. Combien de temps faudrait-il pour ce deuxième morceau ?

La réponse est 460 pieds. (Cela fait plus d'un terrain de football et demi.)

Vous voyez à quel point 100 millions d'années sont négligeables par rapport à l'âge supposé de Pluton ?

Voici une autre façon de le voir. 100 millions, c'est un dixième d'un milliard. Donc, si la surface de Pluton était censée avoir 4,6 milliards d'années, mais s'avère n'être que de 100 millions à la place (ce qui fait 0,1 milliard), alors…

La surface de Pluton est de 4,5 milliards d'années Plus jeune Que c'était censé être

Il s'avère cependant que même un âge aussi élevé que 100 millions d'années n'est pas justifié.

Notez que l'article de la NASA a admis que Pluton "est peut-être encore en train d'être façonné par des processus géologiques".

En d'autres termes, il n'y a pas réel preuves depuis des millions d'années.

Pour autant que nous sachions, la surface de Pluton pourrait n'avoir que quelques milliers d'années. Cela correspond aussi à la preuve.

Mais d'une manière ou d'une autre, les astronomes laïques ne peuvent tout simplement pas se résoudre à prononcer une phrase qui inclut l'expression « des milliers d'années ».

Au lieu de cela, ils doivent dire au public que la surface a des millions d'années, même lorsqu'il n'y a aucune preuve de cela.

Et il y a ici un problème plus large qui mérite d'être mentionné.

Quel point de vue est le plus cohérent avec les preuves ?

Les scientifiques laïques s'attendaient à ce que Pluton soit un objet ancien, avec peu d'eau à sa surface. (Les observations précédentes n'avaient pas montré beaucoup de preuves d'eau sur Pluton.)

Inversement, la Bible dit que Pluton est jeune, ayant été créé il y a quelques milliers d'années. De plus, 2 Pierre 3:5 laisse entendre que la Terre (et par extension, peut-être les autres planètes aussi), ont été faites d'eau.

Alors qu'est-ce que le vaisseau spatial New Horizons a trouvé, quand il est arrivé à Pluton ? Un monde qui a l'air extrêmement jeune… avec des montagnes d'eau glacée !

Montagnes de glace sur Pluton.
Crédit d'image : NASA-JHUAPL-SwRI

Pluton a une chaîne de montagnes presque aussi haute que les Rocheuses, avec des sommets s'élevant à 11 000 pieds au-dessus de la surface. Cependant, les montagnes ne sont pas faites de roche. Ils semblent être faits de glace d'eau.

Il y a même des spéculations selon lesquelles il pourrait s'agir de "volcans de glace": des montagnes d'eau gelée qui n'émettent pas de lave, mais quelque chose de bien plus exotique, comme l'azote liquide.

En plus de cela, New Horizons a mesuré l'atmosphère de Pluton. Il semble que l'atmosphère soit emportée par le vent solaire et projetée dans l'espace.

Hmm. Pluton perd-il vraiment son atmosphère depuis des milliards d'années ? Ou est-il plus logique de considérer cela comme un autre indicateur de la jeunesse ?

Pluton est un monde délicieusement bizarre. Il nous faudra des années pour comprendre les implications de ce que New Horizons a trouvé.

Mais il est déjà clair que Pluton « déconcerte » les scientifiques qui s'attendaient à ce qu'il se conforme à leur point de vue de longue date, tout en étant merveilleusement cohérent avec le point de vue créationniste.

Nier la science pour affirmer des milliards d'années

Encore et encore, alors que nous explorions le système solaire, nous avons découvert des choses qui ne correspondent pas aux attentes séculaires.

Io n'était pas censé être si volcaniquement actif. Encelade n'était pas censé en sortir un énorme geyser. Triton n'était pas censé avoir un volcan massif crachant de la matière dans l'espace. Quaoar n'était pas censé avoir de la glace d'eau cristalline à sa surface. La liste se rallonge de plus en plus.

Ces découvertes font paraître ces objets assez jeunes.

Nous pouvons maintenant ajouter Pluton et Charon à la liste. Encore une fois, nous voyons des objets qui ne correspondent pas aux prédictions basées sur des milliards d'années.

Mais les scientifiques laïques ne sont pas disposés à abandonner leurs perspectives de milliards d'années. Il leur a donc fallu trouver d'autres explications à ces découvertes.

Auparavant, des découvertes comme celles-ci étaient expliquées en invoquant le chauffage marémotrice. (C'est la seule source d'énergie raisonnable qui pourrait durer des milliards d'années.)

Ainsi, les manuels vous diront que l'énergie marémotrice alimente les volcans d'Io, les geysers d'Encelade, etc.

Mais il y a un problème ici. Dans la plupart de ces situations, les effets de marée ne pouvaient fournir que 1 à 10 % de l'énergie requise.

Par conséquent, cette explication échoue.

Néanmoins, c'est toujours l'explication proposée dans les manuels et ainsi de suite. Pourquoi? Parce qu'il n'y a pas de meilleure alternative, si vous niez la possibilité que ces objets soient réellement jeunes.

Pluton et Charon ont rendu cette situation beaucoup plus intéressante. Cette fois, l'énergie marémotrice ne peut pas être invoquée pour expliquer l'apparence jeune de ces objets.

Comme l'a dit Alan Stern, le chercheur principal de New Horizons, « Une chose que nous pouvons dire avec certitude, c'est que l'énergie marémotrice n'est pas à l'œuvre ici. Pluton et Charon sont en équilibre de marée.

Alors, quelle est la réponse ? Les scientifiques laïques commenceront-ils enfin à remettre en question leurs hypothèses sur des milliards d'années ?

"Nous avons maintenant une petite planète isolée qui montre une activité après 4,5 milliards d'années… Je pense que cela va renvoyer beaucoup de géophysiciens à la planche à dessin."

«Chaque fois que nous avons examiné un corps qui a subi un réchauffement des marées, comme Io, Europa, Encelade, nous constatons que le corps a été plus actif ou émet 10 à 100 fois la quantité de chaleur prédite par les modèles.

"Encelade nous a appris que nos modèles de réchauffement des marées pour les corps glacés n'étaient pas corrects, et je pense que le système Pluton/Charon pourrait nous dire quelque chose de similaire."

Remarquez ce qui se passe ici. Au lieu de remettre en question leur croyance en des milliards d'années, les scientifiques laïques remettent en question leurs modèles sur le fonctionnement du chauffage planétaire.

Notez également que ces modèles sont basés sur une physique bien comprise.

Ainsi, au lieu de remettre en question les milliards d'années, les scientifiques laïques remettent en question leur compréhension de la physique plutôt.

Je pense que c'est assez révélateur.

  1. D'autres objets qui étaient autrefois appelés planètes comprennent certaines des lunes de Jupiter et de Saturne, et un certain nombre d'astéroïdes.
  2. Il faudra près d'un an et demi au vaisseau spatial pour renvoyer toutes les données via le système Deep Space Network. Site Web amusant à visiter : à l'adresse http://eyes.nasa.gov/dsn/dsn.html, vous pouvez cliquer sur chaque antenne pour voir le vaisseau spatial avec lequel l'antenne communique actuellement.
  3. Dans la controverse création/évolution, les créationnistes soulignent souvent les défauts fatals de la théorie de l'évolution et la fréquence à laquelle de nouvelles découvertes sont faites qui contredisent les attentes évolutionnistes.

En réponse, les évolutionnistes prétendent que les créationnistes ne comprennent pas comment fonctionne la science. Les scientifiques laïcs parlent de la joie d'être surpris par de nouvelles découvertes, car cela nous révèle que nous ne savons pas tout de la nature, et qu'il nous reste encore à découvrir.

Les créationnistes s'accordent à dire que la découverte est une joie (car elle nous révèle davantage la gloire de notre Créateur). Mais les évolutionnistes manquent complètement le point ici : que les nouvelles découvertes soient reçues avec joie ou non, n'a aucune importance.


Devenir grand

L'un des défis du projet est que Pluton est géologiquement actif. Spoutnik Planitia, l'avion en forme de cœur de Pluton, est une masse de glace d'azote à barattage lent, il n'y a pratiquement aucun cratère. En revanche, le Vulcan Planitia de Charon semble avoir connu un cryovolcanisme étendu, mais cela s'est produit suffisamment tôt dans l'histoire du corps pour que la zone soit remplie de cratères. Pour faire face à ce genre de différences, les chercheurs ont effectué plusieurs analyses, chacune pour une zone avec un seul type de terrain. Si l'un d'entre eux détruisait des cratères d'une taille spécifique, il devrait se démarquer.

Toutes les images avaient des résolutions où chaque pixel était inférieur à 850 mètres sur un grand nombre d'entre elles avaient une résolution inférieure à 200 mètres. Pour le contexte, un objet d'un kilomètre de diamètre ferait un cratère d'environ 13 kilomètres de diamètre. Ainsi, l'équipe a pu détecter certains impacts causés par des objets de seulement 100 m de diamètre.

Peu importe où ils regardaient, la même tendance générale était apparente : il n'y avait pas assez de petits cratères. Au-dessus d'environ 10 km de diamètre, le taux de cratère est à peu près ce à quoi vous vous attendriez pour une distribution fluide des tailles d'impacteur (ce qui signifie que vous vous attendez à moins de gros objets). Mais en dessous de 10 km, les choses chutent assez dramatiquement.

Les chercheurs sont revenus et ont examiné le type de processus qui pourraient effacer sélectivement les petits cratères et se vider. Le gel des gaz de l'atmosphère pourrait remplir des cratères plus petits sur Pluton, mais Charon n'a pas d'atmosphère. Une région de Pluton montre moins de petits cratères et de grands partiellement remplis, mais pas les autres. Le cryovolcanisme a semblé se produire au début de l'histoire de Charon mais s'est arrêté assez rapidement pour que les régions volcaniques aient une grande collection de cratères.

Donc globalement, la pénurie de petits cratères semble bien réelle. Et passer de la taille du cratère à celle de l'impacteur signifie qu'il semble y avoir moins d'objets de la ceinture de Kuiper que prévu de moins de 1 km de diamètre. Un groupe de corps qui sont à "l'équilibre de collision" - ce qui signifie qu'ils s'entrechoquent suffisamment pour créer une répartition uniforme des tailles - contiendrait beaucoup plus de petits objets. Ainsi, le nombre de cratères semble suggérer que la plupart des objets de la ceinture de Kuiper seront primordiaux, ils ont survécu indemnes depuis l'aube du système solaire. Cela signifie à son tour que tout échantillonnage de comètes que nous faisons est susceptible de nous fournir une image du système solaire primitif.

L'analyse implique également que les processus qui ont construit les objets de la ceinture de Kuiper ont effectivement fait passer la masse à la construction d'objets plus grands. Il existe des modèles qui le font en partant d'une répartition inégale des matières premières, qui est renforcée par les forces gravitationnelles qu'elles génèrent. Et bien que ces résultats soient spécifiques à la ceinture de Kuiper, il est probable qu'une physique similaire s'appliquait à d'autres zones du système solaire.


Cicatrices de Pluton

En règle générale, les parties de la surface d'une planète parsemées de nombreux cratères sont considérées comme relativement anciennes, tandis que les régions sans cratères sont considérées comme de nouveaux développements, a déclaré Singer. Sur Pluton, par exemple, il y a une couche brillante de glace d'azote connue sous le nom de Cœur, du nom de sa forme. Parce qu'il n'y a pas de cratères d'impact sur cette région, on pense qu'elle est relativement jeune par rapport au reste de la surface de Pluton.

En revanche, des preuves passées suggèrent que certaines régions riches en cratères de Pluton ont environ 4 milliards d'années, a déclaré Singer. En étudiant de près la taille des cratères dans ces régions, les chercheurs peuvent obtenir un instantané des types d'objets se déplaçant dans la ceinture de Kuiper il y a des milliards d'années, peu de temps après la formation du système solaire.

Dans la nouvelle étude, l'équipe a examiné près de 3 000 cratères d'impact à partir des observations 2015 de New Horizons. Quelque chose est ressorti : alors que les cratères étaient de tailles très diverses, très peu de cratères provenaient de petits objets mesurant entre 1 et 2 kilomètres (0,6 et 1,2 miles) de diamètre.

"Cela nous a surpris, car nous avons basé une grande partie de nos attentes concernant la ceinture de Kuiper sur ce que nous savions de la ceinture d'astéroïdes [entre Mars et Jupiter]", a déclaré Singer. "Il s'avère qu'il y a beaucoup moins de petits objets dans la ceinture de Kuiper que nous le pensions. Cela nous dit quelque chose sur l'histoire des collisions de la région."

Comment? Eh bien, les petits objets célestes sont créés par des collisions entre des objets plus gros, a déclaré Singer. Un faible nombre de petits objets dans la ceinture de Kuiper signifie probablement que moins de collisions s'y sont produites au fil du temps et cela signifie que de nombreux objets en orbite dans cette région sont plus susceptibles d'être des reliques "primordiales" du système solaire primitif, a déclaré Singer. .

Ces découvertes correspondent aux observations récentes du KBO appelé Ultima Thule, un objet en forme de bonhomme de neige de 21 miles de long (34 km) en orbite à environ 1 milliard de miles (1,6 milliard de km) au-delà de l'orbite de Pluton.

"Lorsque New Horizons est arrivé à Ultima Thule en janvier, cela ressemblait à un corps assez primordial", a déclaré Singer. "Il y a peut-être un gros cratère d'impact dessus, et il ne semble pas qu'il ait jamais été brisé et réformé."

Si la ceinture de Kuiper regorge d'objets anciens comme ceux-ci, l'étude des mystères de la région pourrait faire la lumière sur les premiers jours du système solaire, a déclaré Singer. De son côté, New Horizons continuera de plonger dans la frontière des débris glacés aux confins de notre système solaire. Ce que la sonde trouvera ensuite est à deviner.


Le cratère compte sur Pluton, Charon montre de petits objets de la ceinture de Kuiper étonnamment rares

En utilisant les données de New Horizons du survol de Pluto-Charon en 2015, une équipe de scientifiques dirigée par le Southwest Research Institute a indirectement découvert un manque distinct et surprenant de très petits objets dans la ceinture de Kuiper. La preuve de la rareté des petits objets de la ceinture de Kuiper (KBO) provient de l'imagerie New Horizons qui a révélé une pénurie de petits cratères sur le plus grand satellite de Pluton, Charon, indiquant que les impacteurs de 300 pieds à 1 mile (91 mètres à 1,6 km) de diamètre doit aussi être rare.

La ceinture de Kuiper est une région en forme de beignet de corps glacés au-delà de l'orbite de Neptune. Étant donné que les petits objets de la ceinture de Kuiper faisaient partie des « matières premières » à partir desquelles les planètes se sont formées, cette recherche fournit de nouvelles informations sur l'origine du système solaire. Cette recherche a été publiée dans le numéro du 1er mars de la revue La science.

"Ces objets plus petits de la ceinture de Kuiper sont beaucoup trop petits pour être vraiment vus avec des télescopes à une si grande distance", a déclaré le Dr Kelsi Singer de SwRI, auteur principal de l'article et co-investigateur de la mission New Horizons de la NASA. "De nouveaux horizons volant directement à travers la ceinture de Kuiper et collectant des données là-bas étaient essentiels pour en savoir plus sur les grands et les petits corps de la ceinture."

"Cette découverte révolutionnaire de New Horizons a des implications profondes", a ajouté le chercheur principal de la mission, le Dr Alan Stern, également de SwRI. "Tout comme New Horizons a révélé Pluton, ses lunes et, plus récemment, le KBO surnommé Ultima Thule avec des détails exquis, l'équipe du Dr Singer a révélé des détails clés sur la population de KBO à des échelles que nous ne pouvons pas voir directement depuis la Terre."

Les cratères sur les objets du système solaire enregistrent les impacts de corps plus petits, fournissant des indices sur l'histoire de l'objet et sa place dans le système solaire. Parce que Pluton est si loin de la Terre, on savait peu de choses sur la surface de la planète naine jusqu'au survol épique de 2015. Les observations des surfaces de Pluton et de Charon ont révélé une variété de caractéristiques, y compris des montagnes qui atteignent jusqu'à 13 000 pieds (4 km) et de vastes glaciers de glace d'azote. Les processus géologiques sur Pluton ont effacé ou modifié certaines des preuves de son histoire d'impact, mais la stase géologique relative de Charon a fourni un enregistrement plus stable des impacts.

"Une partie importante de la mission de New Horizons est de mieux comprendre la ceinture de Kuiper", a déclaré Singer, dont les antécédents de recherche étudiant la géologie des lunes glacées de Saturne et Jupiter la positionnent pour comprendre les processus de surface observés sur les KBO. "Avec le survol réussi d'Ultima Thule au début de cette année, nous avons maintenant trois surfaces planétaires distinctes à étudier. Cet article utilise les données du survol de Pluto-Charon, qui indiquent moins de petits cratères d'impact que prévu. Et les résultats préliminaires du support d'Ultima Thule cette trouvaille."

Des modèles planétaires typiques montrent qu'il y a 4,6 milliards d'années, le système solaire s'est formé à partir de l'effondrement gravitationnel d'un nuage moléculaire géant. Le Soleil, les planètes et d'autres objets formés en tant que matériaux dans le nuage en train de s'effondrer se sont regroupés dans un processus connu sous le nom d'accrétion. Différents modèles entraînent différentes populations et emplacements d'objets dans le système solaire.

"Ce manque surprenant de petits KBO change notre vision de la ceinture de Kuiper et montre que sa formation ou son évolution, ou les deux, étaient quelque peu différentes de celles de la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter", a déclaré Singer. "Peut-être que la ceinture d'astéroïdes a plus de petits corps que la ceinture de Kuiper parce que sa population subit plus de collisions qui divisent les objets plus gros en plus petits."


La ceinture de Kuiper

Représentation de la position de la ceinture de Kuiper par rapport à notre système solaire. Source : https://space-facts.com/kuiper-belt/

Avec New Horizons, nous sommes désormais en mesure d'identifier plus d'objets dans et autour de la ceinture de Kuiper et aussi ce qui comprend la ceinture de Kuiper. Essentiellement, la ceinture de Kuiper est un anneau en forme de beignet d'objets glacés en orbite autour du Soleil. 15 Il contient des milliards d'objets, principalement des restes des débris perdus du système solaire. La découverte du premier objet de la ceinture de Kuiper était Pluton, mais le premier KBO depuis Pluton a été découvert en 1992 par deux astronomes, Dave Jewitt et Jane Luu, et a été nommé d'après Gerard Kuiper. Dans un sens, Gereard Kuiper a proposé qu'au-delà de Neptune se trouve peut-être une ceinture d'objets glacés dont nous savons très peu de choses. 16 Pluton a été le premier véritable objet de la ceinture de Kuiper (KBO) à être vu. 17 Depuis que New Horizons a survolé Pluton en 2015, il continue de s'enfoncer plus profondément dans la région glacée et le 1er janvier 2019, le vaisseau spatial New Horizons survolera l'objet de la ceinture de Kuiper 2014 MU69, qui pourrait être deux objets verrouillés ensemble par gravité. 11
L'existence de "Planet Nine" a été proposée en janvier 2016 et on pensait qu'elle avait 10 fois la masse de la Terre. Déterminer l'existence réelle de la soi-disant « Planet Neuf » est maintenant devenu le nouvel objectif des vaisseaux spatiaux New Horizons alors qu'il se poursuit dans la ceinture de Kuiper. Une telle idée hypothétique est venue de la preuve qu'une poignée de g KBO sont carrelés à environ 30 degrés vers le bas et en utilisant des simulations informatiques du système solaire avec une « Planet Neuf », ils pensent que cette « Planète Neuf » pourrait être l'influence derrière les planètes inclinées de notre système solaire. 18
Une autre question à laquelle New Horizons est confrontée en ce qui concerne la ceinture de Kuiper est de savoir si les objets de cette région sont responsables de l'apport d'eau au système solaire interne. 17 Cette théorie est principalement étayée par la quantité et la taille des objets de la ceinture de Kuiper qui sont très riches en glace, ce qui signifie qu'ils contiennent beaucoup ou sont entièrement composés de glace. Les météorites plus petites ne contiennent pas de quantités suffisantes de glace pour contribuer de manière significative à la teneur en eau sur des planètes telles que la Terre étant donné la quantité d'eau dans les océans de la Terre. L'Institut d'astronomie de l'Université d'Hawaï a estimé qu'une comète d'un diamètre d'au moins 600 milles aurait été nécessaire pour fournir suffisamment d'eau pour aider à remplir les océans de la Terre et il n'y a aucun emplacement connu de comètes de cette taille. autre que la ceinture de Kuiper. 21 De plus, des calculs ont montré que les objets de la ceinture de Kuiper se sont par le passé libérés de leurs orbites au sein de la ceinture de Kuiper et sont entrés dans le système solaire interne. 21


Qu'est-ce qui pourrait couler ?

D'accord, alors quel est le problème avec tout cet azote ? D'où est ce que ça vient? Il est peu probable que les comètes entrent en collision suffisamment pour reconstituer constamment les centaines de tonnes perdues toutes les heures à cause de la sublimation de surface. Il semble que le point de vue de la planète naine géologiquement active ait gagné plus de terrain.

D'une manière ou d'une autre, un mécanisme interne amène de l'azote à la surface pour faire couler ces glaces. Alan Stern, l'un des principaux chercheurs de New Horizons, pense que les cryovolcans pourraient être un système de livraison possible. Il a également souligné que le fait que Pluton pompe autant d'azote qu'il l'est actuellement suggère qu'il est beaucoup plus jeune que quiconque ne le pensait, ce qui a peut-être entravé les théories de la ceinture de Kuiper (Lewin).

Les cryovolcans potentiels.

Les discussions sur les cyclovolcans dans le système Pluton se sont intensifiées lorsque Wright Mons, Kubrick Mons et Piccard Mons sur Pluton ont été identifiés comme étant similaires aux structures de type volcan bouclier sur Mars et la Terre. Le rebord de 100 kilomètres de large autour de pentes de dépression peu profondes mais douces indique un effondrement de la surface une fois que le matériau d'en bas l'a évacué. Ce matériau pourrait être entraîné par une sorte de convection, comme nous l'avons mentionné plus tôt.

Le matériau probable du cryovolcan basé sur ces modèles de convection serait un mélange d'azote (comme théorisé auparavant), d'ammoniac, de méthane ou même de glace d'eau. Et avec un manque de cratères dans Spoutnik Planum et un manque général de vieux cratères n'importe où sur Pluton, cela laisse présager à la fois une surface active mais aussi un manque de petits objets entrant en collision avec la planète naine. En fait, Tombaugh Regio semble avoir 1 milliard d'années alors que Spoutnik Planum a 10-30 millions d'années ! Cela fait allusion à une image choquante : que KBO&aposs ne s'est pas formé par accumulation d'objets plus petits, mais plutôt sous forme de grands objets près de leur orbite actuelle. Les théories de la formation du système solaire devront éventuellement être révisées si d'autres données le confirment (NASA "Pluto May Have" Berger, Talcott, Stern "Hot" 32, Purdue, Stern "Puzzled" 26).


Pluton, lointaine planète naine

Pluton est une planète naine sombre et froide dans laquelle le Soleil n'apparaît que comme une étoile brillante dans le ciel. Pluton a été découvert à la suite d'une recherche télescopique inaugurée en 1905 par l'astronome américain Percival Lowell, qui a postulé l'existence d'une planète lointaine au-delà de Neptune comme la cause de légères perturbations dans les mouvements d'Uranus. Poursuivie par des membres du personnel de l'observatoire Lowell, la recherche s'est terminée avec succès en 1930, lorsque l'astronome américain Clyde William Tombaugh a trouvé Pluton près de la position prédite par Lowell. It was known as the ninth and outermost planet in the Solar System for over 70 years until re-designated as a dwarf planet by the International Astronomical Union following the discovery of a new solar system body: Eris.

Pluto is smaller than the Earth's Moon and consists of rock and ice. It has a thin atmosphere that forms when it is close to the Sun but freezes as it moves away. Pluto's orbit is tilted farther from the ecliptic, 17.2°, than that of any of the eight planets and is also very elongated. One orbit lasts 248.5 years at an average distance of 5.9 billion km (3.67 billion miles) from the Sun, and for about 20 of those years, Pluto is closer to the Sun than Neptune is. These unusual features lead some astronomers to propose that it may, in fact, be a huge asteroid.

Visible only through large telescopes, Pluto appears to have a yellowish colour. Charon, Pluto's largest moon and discovered in 1978, probably once had a similar composition to its parent dwarf planet. Today, however, Charon is covered mainly by dark water ice, and Pluto mainly by bright methane ice. It may be that methane molecules have been gradually attracted away from Charon toward Pluto by the larger body's stronger gravitational field. Like any objects in an orbital system, Pluto and Charon orbit around a common centre of mass. A large moon, Charon's diameter (1270km - 790 miles) is about half that of Pluto (2320km - 1440 miles) and accounts for 12% of the system's mass. The system's centre of mass lies outside Pluto's orbit.

Pluto also has two other known moons, which are tiny in comparison with Charon. The two satellites were found in 2005, 27 years aftet Charon's discovery. The moons, named Nix and Hydra, orbit about two to three times farther away from Pluto as Charon does. The two satellites are thousands of times more dim than Pluto. More will be revealed about these worlds once Pluto is visited by New Horizons in 2015.

In 1994 the Hubble Space Telescope imaged 85 percent of Pluto's surface, revealing bright and dark areas of startling contrast. Astronomers believe that the bright areas are shifting fields of nitrogen ice and the dark areas are fields of methane ice coloured by interaction with sunlight. Some of the dark areas may also be valleys or fresh impact craters. These images support the theory that extensive ice caps form on Pluto's poles, especially when the dwarf planet is farthest from the Sun.

With a density about twice that of water, Pluto is apparently made of much rockier material than are the other planets of the outer solar system. This may be the result of the kind of chemical combinations that took place during the formation of the planet under cold temperatures and low pressure. Many astronomers think it may be a former satellite of Neptune, knocked into a separate orbit during the early days of the solar system. Charon could be an accumulation of the lighter materials resulting from the collision.


Pluto's Heavy Heart Shaped Dwarf Planet's Landscape

Pluto's famous heart may not have been born in violence after all.

Researchers have generally assumed that the heart's left "lobe" — a 600-mile-wide (1,000 kilometers) plain called Sputnik Planitia (formerly Sputnik Planum) — is an enormous impact crater that subsequently filled with frozen nitrogen and other exotic ices.

But a new study suggests that the ice buildup came first and the accumulated material eventually pushed the underlying landscape down, much as Greenland's enormous ice sheet has done here on Earth. [See more awesome close-up photos of Pluto]

"Pluto's big heart weighs heavily on the small planet, leading inevitably to depression," study lead author Douglas Hamilton, a professor of astronomy at the University of Maryland, said in a statement.

It's no accident that Sputnik Planitia — which was discovered by NASA's New Horizons probe during its epic Pluto flyby in July 2015 — is centered at 25 degrees north, Hamilton said. His team's computer models predicted that ice would accumulate at about 30 degrees north or south latitude, because these are the coldest regions on Pluto. (The dwarf planet is tilted roughly 120 degrees relative to its orbital plane, compared with 23 degrees for Earth.)

"The poles on Pluto, averaged over a year, are actually the hottest parts of the planet, not the coldest," Hamilton told Space.com, referring to one Pluto year, which lasts 248 Earth years. "That's alien to us and sounds wrong, but math doesn't lie. That's how it works out."

In addition, the group's simulations indicated that ice wouldn't build up in a band at 30 degrees north and/or south. Rather, a single ice cap would form, as the result of a (nearly literal) snowball effect: As ices started to accumulate in one spot, that area would reflect more sunlight and thus become colder than surrounding regions, leading to greater ice deposition, and so on.

Previous studies based on New Horizons data suggest that Sputnik Planitia's ice is at least 1.2 to 1.8 miles (2 to 3 km) thick (and possibly much thicker). So, at a minimum, 0.03 percent of Pluto's entire mass is concentrated in the ice cap, Hamilton said. That's enough material to push the landscape down and form a huge basin, he added.

The team's models further indicate that ice accumulation in Sputnik Planitia happened quickly. The cap likely formed within a million years of the giant impact on Pluto that formed the dwarf planet's largest moon, Charon, and has been relatively stable since, researchers said. (Exactly when the Charon-forming impact occurred is unknown, but it was probably quite early in the solar system's history.)

After Charon's birth, Pluto's rotation slowed until the two bodies were "tidally locked," showing each other only one face, as Earth's moon shows just one side to us. According to the researchers' simulations, Charon's gravitational tug then pulled Sputnik Planitia into its current alignment opposite the moon.

In short, the team's modeling results explain pretty well what New Horizons saw on July 14, 2015, Hamilton said.

Indeed, given any starting conditions on Pluto, those simulations produce an ice cap sitting in a basin in one of four spots, Hamilton said — at about 30 degrees north or south, and either facing toward or away from Charon.

This scenario provides a "simpler" explanation for Sputnik Planitia than the prevailing view, which posits that the basin formed after a cosmic impact, study team members said.

"This interpretation has the advantage of providing an explanation for why the basin is coincident with the ice cap and why both are located at the coldest latitude on Pluto and at a longitude that is directly opposite Charon," Hamilton and his colleagues wrote in the new study, which was published online today (Nov. 30) in the journal Nature.

Other researchers have modeled the formation and evolution of Sputnik Planitia as well, but these efforts have tended to assume that the basin is an ancient impact feature. One such team, led by Francis Nimmo of the University of California, Santa Cruz, recently concluded that the position of Sputnik Planitia hints at the presence of a subsurface ocean on Pluto, a possibility raised by several other lines of evidence as well.

The new study has little bearing on this question, said Hamilton, who was also a co-author on the Nimmo-led paper.

"My modeling doesn't care too much one way or the other about whether there's an ocean," Hamilton told Space.com.

Definitively figuring out whether Pluto harbors a buried ocean may require launching an orbiter to the dwarf planet, he added.