| Atmosphère dePluton | |
 Atmosphère de Pluton, prise lorsque le Soleil était masqué par la planète naine, le 14 juillet 2015. Le diagramme montre la présence de deux couches distinctes de brume : la première entre la surface et 50 km et la deuxième entre 50 et 83 km. | |
| Informations générales | |
|---|---|
| Épaisseur | indéterminée |
| Pression atmosphérique | 0,65 à 2,4Pa |
| Composition volumétrique | |
| Diazote | 90 % |
| Méthane | - |
| Monoxyde de carbone | 10 % |
| Éthane | - |
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L’atmosphère de Pluton a été découverte en 1985, et de nombreuses spécificités ont progressivement été identifiées, bien que la plupart des détails restent encore à confirmer par des études plus détaillées. Les études actuelles montrent que l'atmosphère dePluton est principalement composée dediazote, avec un peu deméthane, demonoxyde de carbone, et d'éthane, à unepression d'environ 6,5 à 24 microbars (0,65 à 2,4pascals (Pa)) à la surface[1],[2].
La pression atmosphérique à la surface de Pluton est d'environ 15 ± 9 μbar, soit environ le 100 000e de celle de la Terre. Une étude en 2009 a estimé que la pression devait être comprise entre 6,5 et 24 μbar[1].La haute atmosphère de Pluton subit uneinversion de température. Sa température est en effet d'environ 103 K (soit−170 °C), c'est-à-dire 50 K de plus que la surface (53 K, soit−220 °C), alors que la température de la basse atmosphère de Pluton est de 93 K (−180 °C), c'est-à-dire 40 K de plus que la surface.
La haute atmosphère de Pluton est principalement constituée de diazote, avec des traces de méthane et de monoxyde de carbone produits par les glaces de surface, tandis que la basse atmosphère est riche en méthane[3],[4].
Lorsque l'orbite de Pluton l'éloigne du Soleil, son atmosphère gèle et tombe progressivement sur le sol, ressemblant à un fin sable sec. Lorsque son orbite excentrique la rapproche du Soleil (Pluton est périodiquement plus proche du Soleil queNeptune), la température de la surface solide de Pluton augmente suffisamment poursublimer ce sable en gaz. Cette sublimation a un effet de refroidissement sur la surface de Pluton et crée un « anti-effet de serre » ; un peu comme la transpiration rafraîchit le corps en s'évaporant de la surface de la peau. En utilisant lesSubmillimeter Array, des scientifiques ont récemment découvert que la température de Pluton est d'environ 43 K (−230 °C), 10 K plus froide que prévu[5].
Sa couleur bleue est liée à la présence de fines particules detholins[6],[7].
Des couches de brumes sont présentes dans l'atmosphère de Pluton. Lors du passage deNew Horizons, une vingtaine de couches de quelques kilomètres d'épaisseur ont été identifiées, généralement séparées par une dizaine de kilomètres. Un ensemble de brumes basses (entre 5 et 15 km au-dessus de la surface) est présente, probablement issues de la condensation de produits deréactions photochimiques. Au-delà de 15 km des couches de brumes sont également présentes (jusqu'à plus de 200 km) alors que les températures sont trop élevées pour permettre la condensation d'hydrocarbures ou denitriles.Titan possède le même type de structure dansson atmosphère avec des températures également trop élevées pour la condensation de ces molécules. Le mécanisme de formation de ces brumes pour Titan ― reposant sur la production d'ions CN− et C3N− à partir de collisions dans l'ionosphère entre desélectrons de faibles énergies etHCN ouHC3N aboutissant potentiellement à des macromolécules chargées négativement attirant des cations et donnant unaérosol puis finalement des brumes ― pourrait s'appliquer sur Pluton bien qu'aucune ionosphère n'ait été détectée (2017). Les particules constituantes des brumes se déposent à la surface de la planète naine[8].
L'atmosphère de Pluton a été découverte lors de l'observation d'une occultation en 1985 ; cette découverte a été confirmée et considérablement renforcée par l'observation approfondie d'une autre occultation en 1998. Lorsqu'un objet sans atmosphère occulte une étoile, l'étoile disparaît brusquement ; dans le cas de Pluton, l'étoile s'estompait progressivement[9]. Sur la base du taux d'occultation, la pression atmosphérique a été établie à 0,15 pascal, environ 700 000 fois moins que celle de la Terre[10].
En 2002, une autre occultation a été observée et analysée par des équipes dirigées parBruno Sicardy de l'Observatoire de Paris[11],James L. Elliot, duMIT[12], etJay Pasachoff deWilliams College[13]. La pression atmosphérique a été estimée à 0,3 pascal, alors même que Pluton était plus éloignée du Soleil qu'en 1988. Cet éloignement aurait pourtant dû refroidir l'atmosphère, et la rendre plus ténue, plus raréfiée. Une explication possible à cet écart constaté repose sur le fait que, en 1987, le pôle sud de Pluton sortait de l'ombre pour la première fois depuis 120 ans. Cet évènement aurait provoqué la sublimation de grandes quantités d'azote issues de la calotte polaire. Il faudra des décennies pour que l'excès de diazote émis dans l'atmosphère se recondense sur la surface[14]. Une autre occultation stellaire a été observée le 12 juin 2006 par l'équipe de James Elliot au MIT-Williams College, et par l'équipe dirigée par Leslie Young auSouthwest Research Institute en Australie[15].
En octobre 2006,Dale Cruikshank, duAmes Research Center de laNASA (impliqué dans le projetNew Horizons) et ses collègues ont annoncé la découverte spectroscopique de l'éthane sur la surface de Pluton. Cet éthane est produit à partir de laphotolyse ouradiolyse (conversion chimique en énergie durayonnement solaire et de particules chargées) de méthane gelé sur la surface de la planète naine ou en suspension dans son atmosphère.
En 2015, la sonde du projetNew Horizons a été le premier engin spatial à s'approcher de Pluton pour l'étudier. Les premières informations reçues confirment la pression atmosphérique qui avait été calculée précédemment.
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