Les scientifiques confirment la faible densité de l’atmosphère de Pluton

Lorsque Pluton est passé devant une étoile dans la nuit du 15 août 2018, une équipe d’astronomes dirigée par le Southwest Research Institute a déployé des télescopes à plusieurs endroits aux États-Unis et au Mexique pour observer l’atmosphère de Pluton alors qu’elle était brièvement rétroéclairée par le puits. -étoile placée. Les scientifiques ont utilisé cet événement invisible pour mesurer l’abondance globale de la faible atmosphère de Pluton et ont trouvé des preuves convaincantes qu’elle avait commencé à disparaître, regelée à sa surface alors qu’elle s’éloignait du soleil.

L’occultation a duré environ deux minutes, pendant lesquelles l’étoile a disparu de la vue alors que l’atmosphère et le corps solide de Pluton passaient devant elle. La vitesse à laquelle une étoile disparaît et réapparaît détermine la densité de l’atmosphère de Pluton.

« Les scientifiques ont utilisé l’obscurité pour observer les changements dans l’atmosphère de Pluton depuis 1988 », a déclaré le Dr Elliot Young, directeur de programme principal au département des sciences et de l’ingénierie spatiales du SwRI. « La mission New Horizons a obtenu un excellent profil de densité à partir de son survol de 2015, cohérent avec un doublement de l’atmosphère de Pluton chaque décennie, mais nos observations de 2018 ne montrent pas une poursuite de cette tendance à partir de 2015. »

Plusieurs télescopes ont été déployés près du milieu de la trajectoire de l’ombre et ont observé un phénomène appelé « scintillement central » causé par la réfraction de la lumière dans l’atmosphère de Pluton dans une zone au centre de l’ombre. Lors de la mesure de l’occultation autour d’un objet avec une atmosphère, la lumière diminue lorsqu’elle traverse l’atmosphère puis revient progressivement. Cela se traduit par une pente modérée aux deux extrémités de la courbe de lumière en forme de U. En 2018, la réfraction de l’atmosphère de Pluton a provoqué un éclair central près du centre de son ombre, la transformant en une courbe en forme de W.

« Le flash central vu en 2018 était le plus puissant que l’on ait jamais vu dans le nuage de Pluton », a déclaré Young. « Le flash central nous donne une connaissance très précise de la trajectoire de l’ombre de Pluton sur Terre. »

Comme la Terre, l’atmosphère de Pluton est principalement composée d’azote. Contrairement à la Terre, l’atmosphère de Pluton est alimentée par la pression de vapeur de la glace à sa surface, ce qui signifie que de petits changements dans les températures de la glace en surface entraîneront de grands changements dans la densité apparente de l’atmosphère. Il faut à Pluton 248 années terrestres pour effectuer une orbite complète autour du Soleil, et la distance varie de son point le plus proche, à environ 30 UA du Soleil (1 UA est la distance de la Terre au Soleil), à 50 UA du Soleil .

Au cours du dernier quart de siècle, Pluton a reçu moins de lumière solaire car elle s’est éloignée du Soleil, mais jusqu’en 2018, sa pression de surface et sa densité atmosphérique ont continué d’augmenter. Les scientifiques ont attribué cela à un phénomène connu sous le nom d’inertie thermique.

« Une analogie avec cela est la façon dont le soleil réchauffe le sable sur la plage », a déclaré Leslie Young, scientifique au SwRI, spécialisée dans la modélisation de l’interaction entre les surfaces et les atmosphères des corps glacés dans le système solaire externe. « Les rayons du soleil sont plus intenses l’après-midi, mais le sable continue ensuite d’absorber de la chaleur pendant l’après-midi, il fait donc plus chaud en fin d’après-midi. La persistance de Pluton se poursuit. la couche d’ozone indique que les réservoirs de glace d’azote à la surface de Pluton ont été maintenus au chaud par la chaleur stockée sous surface. De nouvelles données suggèrent qu’il commence à refroidir. « |

Le plus grand réservoir d’azote connu est Spoutnik Planitia, un glacier brillant formé par le lobe occidental de la Tombaugh Regio en forme de cœur. Les données aideront les concepteurs atmosphériques à améliorer leur compréhension des couches souterraines de Pluton, en particulier en ce qui concerne les compositions compatibles avec les limites observées du transfert de chaleur.

Elliott Young discutera de ces résultats lors d’une conférence de presse le lundi 4 octobre à 53^{Recherche et développement} Réunion annuelle de l’American Astronomical Society for Planetary Sciences.