Un mystère celeste s’éclaire : la formation de Pluton et de sa lune, Charon, vient de faire l’objet d’une découverte inédite. Un nouveau modèle révèle un événement cosmique fascinant, défiant les théories établies, et ouvre des perspectives sur l’évolution des corps célestes dans notre système solaire.
Pluton a été, depuis de nombreuses années, au centre des préoccupations des astronomes. Parfois considéré comme une planète, parfois non, tout cela renforce la curiosité autour de cet astre. À présent, un mécanisme récemment découvert de « baiser et capture » explique comment Pluton et sa plus grande lune se sont formés.
Pluton et Charon, fruits de l’« amour cosmique » ?
Il y a des milliards d’années, aux confins glacés de notre Système solaire, deux mondes gelés ont eu une collision. Plutôt que de se détruire lors d’une catastrophe cosmique, ils ont tourné ensemble comme un bonhomme de neige céleste, se séparant finalement tout en restant liés en orbite. C’est ainsi que Pluton et sa plus grande lune, Charon, ont vu le jour, selon une nouvelle étude de l’Université de l’Arizona qui remet en question des décennies de suppositions scientifiques.
Une étude dirigée par Adeene Denton, astronome de la NASA ayant mené la recherche au Laboratoire Lunaire et Planétaire de l’Université de l’Arizona, États-Unis, a révélé ce mécanisme inattendu de « baiser et capture », qui pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre comment les corps planétaires se forment et évoluent. En prenant en compte un élément que les scientifiques avaient ignoré pendant des décennies – la force structurelle des mondes froids et glacés – les chercheurs ont découvert un type entièrement nouveau de collision cosmique.
Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Geoscience.
Vue oblique de la proposition de « baiser et capture » de Charon par Pluton, vue quelques heures après la collision, lors de la séparation. Crédit : Robert Melikyan et Adeene Denton
La question éternelle de la formation des lunes
Selon la chercheuse Adeene Denton, pendant des décennies, les scientifiques ont théorisé que la lune exceptionnellement grande de Pluton, Charon, s’était formée par un processus similaire à celui de la Lune de la Terre : une collision massive suivie de l’étirement et de la déformation de corps semblables à des fluides.
Ce modèle a bien fonctionné pour le système Terre-Lune, où la chaleur intense et les grandes masses impliquées signifiaient que les corps en collision se comportaient davantage comme des fluides. Cependant, lorsqu’il s’agit du système Pluton-Charon, qui est plus petit et plus froid, cette approche négligeait un facteur crucial : l’intégrité structurelle de la roche et de la glace.
Pluton et Charon sont différents – ils sont plus petits, plus froids et surtout composés de roche et de glace. Lorsque nous avons pris en compte la véritable force de ces matériaux, nous avons découvert quelque chose de totalement inattendu.
A déclaré Denton.
En utilisant des simulations avancées d’impact sur le cluster de calcul haute performance de l’Université de l’Arizona, l’équipe de recherche a découvert qu’au lieu de s’étirer comme de la pâte à modeler pendant la collision, Pluton et le proto-Charon étaient temporairement collés, tournant comme un seul objet en forme de bonhomme de neige avant de se séparer dans le système binaire que nous observons aujourd’hui.
Un système binaire se produit lorsque deux corps célestes orbitent autour d’un centre de masse commun, à l’image de deux patineurs artistiques qui tournent main dans la main.
La plupart des scénarios de collisions planétaires sont classés comme ‘touche et fuis’ ou ‘frotte et fusionne’. Ce que nous avons découvert est quelque chose de complètement différent – un scénario de ‘baiser et capture’ où les corps entrent en collision, restent ensemble un court laps de temps, puis se séparent tout en demeurant liés gravitationnellement.
A affirmé Denton.
Charon forme avec Pluton un système d’astres doubles (rotation synchrone), découvert par James Walter Christy le 22 juin 1978. Il est plus connu comme un satellite naturel de Pluton, bien qu’il ait la moitié du diamètre de Pluton (2 400 km contre 1 200 km). Les deux ont des masses si semblables qu’il n’y a pas de dominance gravitationnelle de Pluton sur Charon.
Des restrictions qui dérangent les scientifiques planétaires
L’étude suggère également que tant Pluton que Charon sont restés pratiquement intacts lors de la collision, conservant une grande partie de leur composition originale.
Denton souligne que cela remet en question les modèles antérieurs qui proposaient une déformation et un mélange importants lors de l’impact. De plus, le processus de collision, y compris la friction des marées lors de la séparation des corps, a généré une quantité considérable de chaleur interne dans les deux corps, ce qui pourrait expliquer comment Pluton a développé un océan sous-surface sans nécessiter une formation dans un système solaire plus radioactif à ses débuts – une contrainte temporelle qui a dérangé les scientifiques planétaires.
L’équipe de recherche prévoit déjà des études de suivi pour explorer plusieurs domaines clés. Elle souhaite examiner comment les forces de marée ont influencé l’évolution initiale de Pluton et Charon lorsqu’ils étaient beaucoup plus proches, analyser comment ce scénario de formation s’aligne avec les caractéristiques géologiques actuelles de Pluton, et vérifier si des processus similaires peuvent expliquer la formation d’autres systèmes binaires.
Nous sommes particulièrement intéressés à comprendre comment cette configuration initiale affecte l’évolution géologique de Pluton. La chaleur de l’impact et les forces de marée qui ont suivi peuvent avoir joué un rôle crucial dans la formation des caractéristiques que nous observons actuellement sur la surface de Pluton.
A conclu Adeene Denton.