Près de huit ans après son survol historique de Pluton, la sonde New Horizons de la NASA se prépare pour une nouvelle série d’observations effectuées à partir du bord glacé du système solaire – et cette fois, son champ de vision ira d’Uranus et Neptune au fond cosmique loin au-delà de notre galaxie.
Les scientifiques de l’équipe New Horizons ont partagé leurs dernières découvertes et donné un aperçu de ce qui les attend lors de la conférence sur les sciences lunaires et planétaires de cette semaine à The Woodlands, au Texas.
Cela fait 17 ans que le vaisseau spatial New Horizons de la taille d’un piano a été lancé vers Pluton et la ceinture de Kuiper. La mission principale a atteint son apogée en 2015 lorsque la sonde a survolé Pluton, mais l’aventure est passée à un deuxième acte axé sur un plus petit , objet à deux lobes appelé Arrokoth – un nom dérivé du mot powhatan/algonquin pour « ciel ».
Les scientifiques examinent toujours les données du survol de Pluton et du survol d’Arrokoth le jour du Nouvel An 2019, à plus de 4 milliards de kilomètres du soleil.
Les origines d’Arrokoth
Alan Stern, scientifique planétaire au Southwest Research Institute qui est le chercheur principal de la mission, a déclaré qu’une étude approfondie de la structure d’Arrokoth a donné de nouvelles informations sur les débuts du système solaire.
“Parce que cet objet est en orbite si loin du soleil, il a toujours été dans un gel profond”, a expliqué Stern. « Le rayonnement ultraviolet là-bas est beaucoup plus faible que dans le système solaire interne, tout comme les taux de collision. Et donc, comme ses frères de l’autre côté de la ceinture de Kuiper, Arrokoth est très primitif, très peu évolué dans ce gel profond au cours de tous ces milliards d’années.
Stern et ses collègues ont noté qu’Arrokoth semblait avoir été construit à partir de plus petits monticules de matériau glacé, comme si un tas de boules de neige étaient collées ensemble pour former un tout plus grand.
“Les lobes individuels ont des propriétés similaires … ce qui est un indice de leur origine, ce qui, selon nous, nous dit quelque chose de très important sur la formation d’Arrokoth”, a déclaré Stern. “Et c’est ceci, à savoir que lorsque le nuage de matière qui est venu pour faire Arrokoth s’effondrait… ce nuage a apparemment produit des objets de taille similaire, ces monticules, qui se sont réunis pour former le plus grand lobe.”
Stern a déclaré que les nouvelles découvertes sur les caractéristiques des monticules sont “un indice très important sur la façon dont ces planétésimaux se forment à travers le système solaire externe, peut-être même dans le système solaire interne”. Une modélisation informatique plus poussée pourrait aider les scientifiques à comprendre pourquoi les monticules sont si similaires les uns aux autres et ajouter de nouveaux détails à leur image de la formation planétaire.
Les pôles errants de Pluton
Les planétologues disent que l’axe de rotation de Pluton a pris une inclinaison substantielle au début de son histoire, ce qui a provoqué un changement dans les latitudes et les longitudes des caractéristiques de surface. “Pluton s’est essentiellement retourné sur le côté”, a déclaré Oliver White, co-chercheur New Horizons de l’Institut SETI. “Les emplacements des axes de rotation ont déplacé des centaines, voire des milliers de kilomètres – si vous imaginez, comme San Francisco se déplaçant à New York sur Terre. C’est un événement extrêmement important. Mais il y a encore beaucoup de choses que nous ignorons sur la véritable errance polaire sur Pluton. »
L’équipe de New Horizons a analysé la distribution de masse sur Pluton – et a déterminé que la formation de Spoutnik Planitia, une mer d’azote gelé qui fait partie de la caractéristique distinctive en forme de cœur de la planète naine, a probablement joué un rôle clé dans le retournement polaire.
White a souligné un ancien système de crêtes et de creux qui aurait pu être l’équateur d’origine de Pluton avant que la véritable errance polaire ne se produise. “Nous voyons des signes de paysages anciens qui se sont formés à des endroits et d’une manière que nous ne pouvons pas vraiment expliquer dans l’orientation actuelle de Pluton”, a-t-il déclaré dans un communiqué de presse. “Nous suggérons qu’il est possible qu’ils se soient formés lorsque Pluton était orienté différemment au début de son histoire, et qu’ils aient ensuite été déplacés vers leur emplacement actuel par une véritable errance polaire.”
Lames de glace
Ishan Mishra, un contributeur de l’équipe scientifique du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, s’est concentré sur une bande de reliefs irréguliers constitués presque entièrement de glace de méthane, au bord de l’hémisphère visible par New Horizons au moment de l’approche la plus proche.
“Cela rappelle beaucoup les” pénitents “sur Terre … dans le désert d’Atacama au Chili, qui sont ces formes de relief formées par sublimation de dépôts de glace d’eau”, a-t-il déclaré. “Sur Terre, ils mesurent environ quelques mètres de haut, mais sur Pluton, ils mesurent des centaines de mètres de haut et se forment à partir de dépôts de méthane.”
Mishra et ses collègues ont découvert que les propriétés associées au terrain à pales imagées en détail par New Horizons lors de l’approche la plus proche – par exemple, l’absorption de méthane et la rugosité de la surface – étaient également présentes dans des zones plus larges de la “face cachée” de Pluton.
“Il semble que le terrain à lames soit l’un des reliefs les plus courants sur Pluton”, a déclaré Mishra.
Attractions à venir
Dans les mois et les années à venir, l’équipe scientifique de New Horizons prévoit de revenir sur Uranus et Neptune – et de se projeter dans la vaste étendue au-delà de notre système solaire et de notre galaxie de la Voie lactée. “Nous avons beaucoup d’observations intéressantes à venir, à partir d’août, et elles s’étendent à l’astrophysique et à l’héliophysique ainsi qu’à la science planétaire”, a déclaré Will Grundy, co-chercheur New Horizons de l’observatoire Lowell en Arizona.
New Horizons capturera des images à longue portée d’Uranus et de Neptune sous un angle inhabituel. “Nous voyons de la lumière dispersée dans une direction que vous ne pouvez pas voir depuis la Terre ou le système solaire interne”, a déclaré Grundy. “Nous allons prendre des photos au fur et à mesure que les planètes tournent, afin que nous puissions voir leurs structures nuageuses en évolution arriver sur la partie éclairée… et tourner au fur et à mesure que l’atmosphère évolue.”
Le télescope spatial Hubble observera Uranus et Neptune en parallèle avec la campagne “Pale Blue Dot” de New Horizons. “L’avantage de cela est que ce que Hubble verra, c’est ce que font les modèles de nuages ce jour-là, et en même temps que New Horizons les voit varier à mesure qu’ils tournent”, a déclaré Grundy.
Stern a déclaré que l’équipe scientifique balayerait des cieux plus éloignés pour la prochaine cible potentielle de survol de New Horizons, ainsi que d’autres objets de la ceinture de Kuiper au loin.
La sonde étudiera également les caractéristiques de l’héliosphère extérieure. “C’est le cocon d’influence du soleil, avant de sortir dans le milieu interstellaire où le Voyager [probes] sont, et aucun vaisseau spatial, à l’exception de Voyager et des Pionniers, n’a jamais été ainsi », a déclaré Stern. “New Horizons possède des capacités pour lesquelles ces engins spatiaux beaucoup plus anciens n’avaient pas la technologie, ou n’avaient tout simplement pas l’instrumentation.”
Stern a noté que New Horizons est allé au-delà de la faible lueur brumeuse de la lumière du soleil dispersée par la poussière interplanétaire – la soi-disant lumière zodiacale. “Cette diffusion de poussière dans le système solaire interne est comme un brouillard qui vous empêche de voir les émissions les plus faibles de l’univers”, a-t-il déclaré.
New Horizons peut utiliser son point de vue éloigné pour cartographier le fond cosmique dans les longueurs d’onde optiques et ultraviolettes, produisant des données qui ne peuvent pas être collectées à partir du système solaire interne.
“Nous allons faire des cartes de tout le ciel dans l’ultraviolet, et nous allons regarder des régions sélectionnées dans l’optique, pour essayer de comprendre ces deux signaux de fond, qui nous disent déjà à partir d’observations précurseurs que il y a au moins une source de lumière inconnue provenant de l’espace extragalactique ou cosmologique », a déclaré Stern. “Et puis, enfin, nous allons également cartographier le milieu interstellaire local en lumière hydrogène, pour comprendre les structures des nuages et d’autres structures qui n’ont jamais été cartographiées auparavant.”
Becky McCauley Rench, scientifique du programme à la Division des sciences planétaires au siège de la NASA, a suggéré que New Horizons ne manquera pas d’horizons de si tôt.
“La division des sciences planétaires et la division des sciences de l’héliophysique se coordonnent sur l’avenir de la mission de New Horizons”, a-t-elle déclaré. “Dans ce cadre, Heliophysics prévoit de publier une RFI [request for information] dans un proche avenir pour comprendre le potentiel de la science à réaliser.
Alan Boyle est l’auteur de “The Case for Pluto: How a Little Planet Made a Big Difference”.
