Les «dunes de sable» de Pluton ne sont pas faites de sable - ce sont des granules de méthane gelé

En juillet 2015, la station interplanétaire New Horizons est entrée dans l'histoire, après avoir effectué son premier vol devant Pluton. Pendant le vol, la sonde a collecté des montagnes de données sur la surface de Pluton, sa composition, son atmosphère et son système satellite. Il nous a également présenté des images à couper le souffle du «cœur» de Pluton, de ses plaines gelées, de ses chaînes de montagnes et de la mystérieuse « plaine épineuse ».

Ces caractéristiques étranges ont d'abord montré à quel point la surface de Pluton diffère de la Terre et des autres planètes du système solaire intérieur. C'est drôle qu'ils aient également montré à quel point ce monde lointain ressemble à la Terre. Par exemple, dans une nouvelle étude, une équipe de scientifiques qui a traité des images obtenues à partir des Nouveaux Horizons a remarqué à la surface de Pluton des «dunes» ressemblant aux dunes de sable de la Terre.

L'étude s'appelait «Dunes sur Pluton» et a récemment été publiée dans la revue Science. Il était dirigé par Matthew Telfer, professeur de géographie physique à l'Université de Plymouth, et a impliqué les géologues Eric Parteli de l'Université de Cologne et Jani Radebauch de l'Université Brigham Young.


De petites taches sur la plaine de Spoutnik ont ​​été reconnues comme des dunes transversales, en raison de leur perpendicularité aux «bandes de vent» sombres

Ils étaient assistés par des membres du Carl Sagan Center du SETI Institute, du NASA Ames Research Center, du Lowell Observatory, du Southwestern Research Institute, du National Observatory of Optical Astronomy, du Massachusetts Institute of Technology, du Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory et de nombreuses autres universités.

Les dunes sur Terre sont formées de sable emporté par le vent, créant des crêtes répétitives dans le désert ou le long des plages. Les mêmes phénomènes sont observés le long des rivières et des plaines alluviales , où l'eau finit par laisser des dépôts minéraux. Dans tous ces cas, les dunes apparaissent en raison du transport de particules solides dans un milieu en mouvement (dans l'air ou l'eau). En dehors de la Terre, de tels phénomènes ont été observés sur Mars, Titan et même sur la comète Churyumov-Gerasimenko.

Cependant, lors de l'étude des images obtenues à partir de la sonde New Horizons, Telfer et ses collègues ont noté des formations similaires dans la plaine de Spoutnik sur Pluton. Cette région, qui forme la part occidentale de la région de Tombo en forme de cœur, est essentiellement un réservoir massif de glace. Les chercheurs ont déjà constaté que sa surface semble être constituée de polygones irréguliers délimités par des dépressions, qui peuvent servir de signe de la présence de cellules convectives .

Comme le Dr Telfer nous l'a expliqué par courrier:

«Dès les premiers jours, nous avons remarqué des caractéristiques ressemblant à des dunes, mais avec le temps et avec la réception d'un nombre croissant d'images, la plupart d'entre elles sont devenues de moins en moins convaincantes. Cependant, un domaine est devenu plus convaincant à chaque passage. C'est à son sujet que nous rendons compte. »

Une autre caractéristique intéressante est les ruisseaux sombres de plusieurs kilomètres de long, alignés dans une direction. Les caractéristiques découvertes par l'équipe Telfer étaient tout aussi intéressantes - elles ressemblaient à des dunes perpendiculaires aux bandes de vent. Cela suggère que les dunes sont transversales - celles qui proviennent des longs vents dans le désert.


Les images de la sonde New Horizons montrent des motifs à la surface de Pluton qui sont considérés comme des dunes.

Pour déterminer la plausibilité d'une telle hypothèse, les chercheurs ont construit des modèles qui prennent en compte le type de particules que pourraient constituer ces dunes. Ils ont conclu que les granulés susceptibles d'être transportés par des vents typiques pouvaient être constitués de méthane ou de glace azotée. Ils ont ensuite simulé la physique des vents de Pluton, qui devraient souffler plus fort, descendant des pentes des montagnes entourant la plaine de Spoutnik.

Cependant, ils ont également déterminé que les vents sur Pluton ne pouvaient pas être assez forts pour déplacer indépendamment ces particules. La sublimation joue un rôle important dans ce processus - lorsque la glace de surface passe de la phase solide à la phase gazeuse lorsqu'elle est chauffée par la lumière du soleil. Un tel processus fournirait la force agissant verticalement vers le haut, nécessaire pour soulever des particules d'un endroit, après quoi les vents de Pluton pourraient déjà les transporter et les disperser à la surface.

Comme Tefler l'a expliqué, cette conclusion a été rendue possible grâce au formidable soutien reçu par son équipe, dont la plupart ont été fournis par l'équipe de géologie, géophysique et obtenu des images de la mission New Horizons:

«Après avoir mené une analyse spatiale qui nous a convaincus que cela pouvait vraiment être des dunes, nous avons eu une excellente occasion de travailler avec Eric Parteli de Cologne; il nous a démontré sur ses modèles que de telles dunes ne devraient se former que si les granules s'élèvent d'abord dans l'air. L'équipe de New Horizons nous a beaucoup aidés, soulignant que l'azote mélangé et la glace de méthane devraient élever les granules de glace de méthane dans le processus de sublimation de la glace. »


Comparaison des caractéristiques des dunes sur Pluton, la Terre et Mars

Cette étude a démontré non seulement à quel point Pluton, l'un des objets les plus éloignés du système solaire, ressemble à la Terre, mais aussi à quel point sa surface est active. "Cela nous montre non seulement que la surface de Pluton affecte son atmosphère, mais aussi l'effet inverse", a déclaré Telfer. "Nous avons trouvé une surface très dynamique de la planète, située jusqu'à présent dans le système solaire."

De plus, comprendre comment les dunes peuvent se former dans les conditions de Pluton aidera les scientifiques à interpréter des caractéristiques similaires qu'ils trouvent ailleurs dans le système solaire. Par exemple, la NASA prévoit d'envoyer une mission à Titan au cours de la prochaine décennie pour explorer ses nombreuses caractéristiques de surface intéressantes, y compris les dunes. De plus, de nombreuses missions sont envoyées pour étudier la planète rouge jusqu'à ce que les gens s'y rendent quelque part dans les années 2030.

La connaissance de la façon dont ces formations sont apparues nous aidera à comprendre la dynamique de la planète et à répondre à des questions plus profondes sur les processus se déroulant à sa surface.