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Aux confins de notre système solaire, à 5,7 milliards de kilomètres du Soleil, se trouve la planète naine Pluton. Plus petite que l’Australie, c’est un monde glacé composé de montagnes, de glaciers et de cratères, où la température moyenne est de -232°C.

Cinq lunes gravitent autour de Pluton : Styx, Nix, Kerberos, Hydra et Charon. Charon est la plus grande d’entre elles. Contrairement à la plupart des autres systèmes planétaires, il existe dans un « système binaire » avec son corps parent, ce qui signifie qu’ils sont tous deux en orbite autour d’un point dans l’espace entre les deux.

Beaucoup de mystère entoure encore Pluton et ses lunes. Mais dans une nouvelle étude publiée aujourd’hui dans Nature Communications, une équipe dirigée par l’astronome Silvia Protopapa du Southwest Research Institute aux États-Unis a annoncé avoir trouvé du dioxyde de carbone et du peroxyde d’hydrogène à la surface de Charon.

Ces découvertes, basées sur les données du télescope spatial James Webb de la NASA, offrent des indices essentiels sur la façon dont notre système préféré de planète et de non-planète s’est formé.

Qu’est-ce que Charon ?
Les scientifiques ont découvert Charon en 1978 alors qu’ils étudiaient l’orbite de Pluton.

Charon est en quelque sorte le petit jumeau de Pluton. Il mesure un peu plus de 1 200 kilomètres de large, soit environ la moitié de la taille de Pluton, ce qui en fait le plus grand satellite connu par rapport à son corps d’origine dans notre système solaire.

Pluton elle-même est déjà petite comparée à notre Lune, avec une taille d’environ deux tiers et une masse d’un sixième de celle du satellite de la Terre. La masse de Charon est environ un huitième de celle de Pluton.

Charon et Pluton ont une orbite inhabituelle. Alors que Charon tourne autour de Pluton, Pluton tourne également autour d’un point central. Ils se comportent presque comme une double planète naine. Contrairement à la Lune et à la Terre, où la Lune tourne autour de nous sans que nous changions vraiment de position.

C’est l’une des raisons pour lesquelles Pluton n’est plus considérée comme une planète, mais comme une planète naine. Son orbite avec Charon signifie que Pluton ne s’est pas dégagée de son orbite, ou qu’elle est devenue le patron gravitationnel. C’est le critère pour lequel Pluton a échoué dans la liste de contrôle planétaire.

La composition de Charon
En 2015, la sonde New Horizons de la NASA a été la première à explorer de près Pluton et ses lunes, après un voyage de neuf ans depuis la Terre. L’étude a montré que Charon est composé d’une grande variété de produits chimiques.

C’est une lune très froide, riche en glace d’eau. Mais elle contient également de l’ammoniac et une grande variété de composés à base de carbone. On pense également que Charon possède des cryovolcans, c’est-à-dire des zones qui produisent des éruptions de glace au lieu de magma, comme c’est le cas sur les volcans terrestres.

La composition de Charon est différente de celle de Pluton et des autres objets situés au-delà de Neptune, qui sont dominés par la glace d’azote et de méthane.

La nouvelle détection de dioxyde de carbone et de peroxyde d’hydrogène sur Charon peut donner des indications précieuses sur la manière dont divers processus interagissent sur ces objets transneptuniens.

Le dioxyde de carbone est toujours une molécule clé à comprendre, car elle nous en dit long sur l’histoire d’un objet.

Dans le cas de Charon, on pense que le dioxyde de carbone provient du sous-sol de la surface glacée et qu’il a été exposé par des astéroïdes et d’autres objets qui ont heurté la lune et créé des cratères qui révèlent la surface souterraine fraîche.

Le télescope spatial James Webb récidive
Les scientifiques ont pu détecter du dioxyde de carbone sur Charon grâce aux observations du télescope spatial James Webb. Lancé en 2021, ce télescope spatial est doté d’un grand miroir de six mètres et demi de large, ce qui le rend très puissant et sensible.

Il peut « voir » dans l’infrarouge, des couleurs de lumière que nos yeux et la plupart des télescopes sur Terre ne peuvent pas détecter. L’infrarouge est un type de lumière essentiel pour trouver diverses molécules présentes sur d’autres objets, qu’il s’agisse de planètes, d’étoiles, de galaxies ou autres.

Pour trouver ces composés, le télescope utilise une technique appelée spectroscopie. Les couleurs de la lumière sont décomposées en couleurs individuelles, comme la lumière blanche est décomposée en arc-en-ciel. Chaque élément ou molécule possède sa propre signature chromatique, comme une empreinte digitale.

Ces nouvelles observations de Charon ont montré les signatures du dioxyde de carbone et du peroxyde d’hydrogène, ainsi que de la glace d’eau déjà connue.

Indices vitaux d’un ancien mystère
La formation de Charon est un mystère scientifique. L’une des principales théories est qu’il s’est formé de la même manière que notre Lune. Selon cette théorie, il y a environ 4,5 milliards d’années, un gros objet de la ceinture de Kuiper – la région où vivent Pluton et Charon – est entré en collision avec Pluton et une partie de cet objet s’est détachée pour former Charon.

Il est également possible que Pluton et Charon soient deux objets qui sont entrés en collision et qui se sont ensuite retrouvés en orbite l’un autour de l’autre.

La connaissance de la composition de Charon permet de mieux comprendre comment il s’est formé. En ce sens, la découverte de dioxyde de carbone et de peroxyde d’hydrogène représente une avancée importante. Il est important de noter que cette découverte peut également fournir des indices non seulement sur Charon, mais aussi sur d’autres objets situés à proximité de Pluton.

Une meilleure connaissance de Charon nous aidera à comprendre cette partie éloignée de notre système solaire et les mondes étranges qui s’y trouvent.

Brad E. Tucker, astrophysicien/cosmologue, Université nationale australienne

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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