Pluton

Pluton est la plus connue des planètes naines, et elle fut comptée comme la neuvième planète pendant la majeure partie du XXe siècle. Clyde Tombaugh la repéra en 1930 à l'Observatoire Lowell en Arizona, comparant patiemment des plaques photographiques jusqu'à ce qu'un faible point de lumière se déplace parmi les étoiles fixes. Elle conserva son rang planétaire pendant 76 ans avant que l'Union astronomique internationale ne la reclasse comme planète naine en 2006 — une rétrogradation motivée par la découverte de mondes similaires, voire plus massifs, plus loin dans la même région de l'espace.

Petite, froide et incroyablement lointaine — orbitant à quelque 39 fois la distance de la Terre au Soleil —, Pluton ne fut guère plus qu'une tache floue jusqu'en 2015, lorsque la sonde New Horizons de la NASA la survola et révéla un monde étonnamment complexe, fait de glaciers d'azote, de montagnes de glace d'eau et d'un ciel bleu brumeux.

Un monde à la lisière

Pluton est minuscule — environ 2 377 km de diamètre, soit environ les deux tiers de la largeur de la Lune terrestre — et elle ne porte qu'environ 0,2 % de la masse de la Terre. Elle orbite au cœur de la ceinture de Kuiper, l'anneau de corps glacés au-delà de Neptune, à une distance moyenne de 39,5 UA. Un tour autour du Soleil prend environ 248 années terrestres, si bien que Pluton n'a même pas achevé une demi-orbite depuis que Tombaugh l'a découverte.

Sa trajectoire est loin du cercle net et régulier que trace une planète classique. L'orbite de Pluton est à la fois excentrique et fortement inclinée, à plus de 17° par rapport au plan que partagent les autres planètes. Cette ellipse est assez étirée pour que Pluton se rapproche parfois du Soleil davantage que Neptune — comme ce fut le cas entre 1979 et 1999. Les deux ne se percutent jamais, car Pluton est verrouillée dans une résonance orbitale de 3:2 avec Neptune : elle fait exactement deux tours du Soleil pour trois orbites de Neptune, un rythme gravitationnel qui les tient en permanence à l'écart l'une de l'autre.

Le cœur, les plaines et les montagnes

L'image emblématique du survol de 2015 est une vaste région pâle en forme de cœur, désormais nommée Tombaugh Regio, d'après le découvreur de Pluton. Son lobe occidental, Sputnik Planitia, est un bassin d'environ 1 000 km de large rempli d'azote gelé — le plus grand glacier connu du Système solaire. Sa surface est fragmentée en cellules polygonales de plusieurs dizaines de kilomètres de large, sommets de courants de convection qui remodèlent lentement la plaine comme une lampe à lave cosmique. Cette plaine est essentiellement dépourvue de cratères, ce qui signifie qu'elle est géologiquement jeune — peut-être moins de 100 millions d'années —, un choc pour un monde autrefois considéré comme une relique gelée.

Encerclant la glace d'azote se trouvent de véritables chaînes de montagnes. Les Tenzing Montes (à l'origine Norgay Montes) et les Hillary Montes — nommées d'après les premiers alpinistes de l'Everest — s'élèvent jusqu'à 3 à 6 km. À la température de surface de Pluton, proche de −230 °C, la glace d'eau ordinaire est aussi rigide que de la roche, et ces pics sont sculptés dans ce socle d'eau gelée, flottant et se bousculant contre la glace d'azote plus molle comme des icebergs dans une mer.

Une atmosphère ténue, bleue et respirante

Pluton conserve une atmosphère vaporeuse d'azote avec des traces de méthane et de monoxyde de carbone — les mêmes matériaux qui recouvrent sa surface. À mesure que Pluton se rapproche du Soleil, la glace de surface se sublime et l'atmosphère s'épaissit ; à mesure qu'elle s'éloigne dans le froid profond, une grande partie de ce gaz regèle au sol. New Horizons a surpris la lumière solaire filtrant à travers cet air, révélant environ 20 couches de brume superposées atteignant plus de 200 km d'altitude et donnant à Pluton un surprenant ciel crépusculaire bleu, la teinte étant produite par la diffusion de la lumière solaire sur de fines particules de brume.

Pluton et Charon : un monde double

La plus grande lune de Pluton, Charon, fut découverte en 1978 et se distingue par sa taille : avec environ 1 212 km de diamètre, elle représente à peu près la moitié du diamètre de Pluton, le plus grand rapport lune-hôte du Système solaire. Elle est si massive que le centre de gravité partagé de la paire, le barycentre, se situe dans l'espace vide au-dessus de la surface de Pluton plutôt qu'à l'intérieur de la planète naine. Les deux corps pivotent donc autour de ce point extérieur comme un haltère en rotation, ce qui explique pourquoi Pluton et Charon sont souvent qualifiées de système binaire ou double.

Elles sont aussi mutuellement verrouillées par les marées — chacune présente en permanence la même face à l'autre, si bien que depuis la face proche de Pluton, Charon reste immobile dans le ciel, ne se levant ni ne se couchant jamais. Quatre lunes bien plus petites complètent la famille : Nix et Hydre, découvertes en 2005, et les minuscules Kerberos et Styx, découvertes par le télescope spatial Hubble en 2011 et 2012. Les cinq se seraient probablement condensées à partir de débris projetés par une ancienne collision entre Pluton et un autre objet de la ceinture de Kuiper.

Le survol de New Horizons

Aucune sonde n'avait jamais visité Pluton avant New Horizons, lancée en janvier 2006 — quelques mois avant la reclassification de Pluton — et qui parcourut plus de 5 milliards de kilomètres d'espace pour l'atteindre. Le 14 juillet 2015, la sonde de la taille d'un piano passa à environ 12 500 km de Pluton — soit environ 7 800 km au-dessus de la surface — à près de 50 000 km/h, trop vite pour se mettre en orbite mais assez près pour cartographier l'hémisphère de rencontre dans un détail extraordinaire. Comme les signaux radio mettaient plus de quatre heures à ramper jusqu'à la Terre, l'équipe de la mission ne put qu'observer et attendre tandis que les données arrivaient au compte-gouttes durant les mois suivants, réécrivant le manuel sur ce que peut être un petit monde glacé. New Horizons a depuis poussé plus profondément dans la ceinture de Kuiper, survolant l'objet binaire de contact Arrokoth en 2019.

Comment repérer Pluton

Pluton est bien au-delà de la portée de l'œil nu ou des jumelles — avec une magnitude d'environ 14, elle est environ mille fois plus faible que les étoiles les plus ténues qu'une personne peut voir sans aide. L'observer est un véritable défi réservé aux grandes lunettes d'amateur, typiquement de 8 pouces d'ouverture ou plus, sous un ciel sombre. Même alors, Pluton ne montre aucun disque, seulement un faible point semblable à une étoile ; le seul moyen de confirmer qu'on l'a trouvée est de dessiner ou de photographier le même champ d'étoiles sur plusieurs nuits et d'observer ce point unique ramper sur le fond. Pour la plupart des observateurs, la voie la plus accessible est le propre modèle 3D de Temposia, qui permet de visiter Sputnik Planitia et d'orbiter de près autour de la paire Pluton-Charon.