Illustration de l'artiste montrant une collision géante similaire au scénario des lunes récemment découvertes de Pluton. Crédit d'image: Don Davis Cliquez pour agrandir
Dans un article publié aujourd'hui dans Nature, une équipe de scientifiques américains dirigée par le Dr S. Alan Stern du Southwest Research Institute (SwRI), conclut que deux petites lunes de Pluton récemment découvertes sont très probablement nées dans le même impact géant qui a donné naissance à la lune beaucoup plus grande de Pluton, Charon. L'équipe soutient également que d'autres grands objets binaires de ceinture de Kuiper (KBO) peuvent également héberger fréquemment de petites lunes, et que les petites lunes en orbite autour de Pluton peuvent générer des anneaux de débris autour de Pluton.
L'équipe qui a fait ces constatations comprenait les Drs. Bill Merline, John Spencer, Andrew Steffl, Eliot Young et Leslie Young de SwRI; Le Dr Hal Weaver du Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins; Max Mutchler du Space Telescope Science Institute; et le Dr Marc Buie de l'Observatoire Lowell. Cette équipe a découvert les deux petites lunes de Pluton en 2005 en utilisant des images sensibles obtenues par le télescope spatial Hubble, comme le rapportent Weaver et al. dans un document d'accompagnement du numéro du 23 février de Nature.
«Les preuves de la naissance de petits satellites dans la collision formant Charon sont solides; il est basé sur le fait que les petites lunes sont sur des orbites circulaires dans le même plan orbital que Charon, et qu'elles sont également dans, ou très près, la résonance orbitale avec Charon », explique l'auteur principal Stern, directeur exécutif de l'espace SwRI Division des sciences et de l'ingénierie.
«Les tests de ce scénario proviendront de données orbitales raffinées, de la mesure des périodes de rotation de ces lunes et de la détermination de leurs densités et compositions de surface», explique le co-auteur Weaver.
Les collisions, grandes et petites, sont des processus majeurs qui ont façonné de nombreux aspects de notre système solaire. Les scientifiques utilisent des simulations informatiques pour étudier l'origine des systèmes planétaires formés par des événements d'impact d'une échelle beaucoup plus grande que ce qui pourrait être simulé en laboratoire. Une autre grande collision, comme celle qui aurait créé les petites lunes de Charon et Pluton, serait responsable de la formation de la paire Terre-Lune.
"L'idée que les petites lunes de Pluton et Charon résultent d'un impact géant semble désormais convaincante. Les futures simulations pour déterminer les caractéristiques de l'impact requis pour produire les trois satellites devraient fournir des contraintes améliorées sur l'histoire dynamique précoce de la ceinture de Kuiper », ajoute le Dr Robin Canup, directeur du département des études spatiales de SwRI, qui a produit en 2005 le plus complet modèles à ce jour de l'impact de la formation de Charon.
Sur la base de la prise de conscience croissante que des paires binaires de «nains de glace» comme Pluton-Charon sont courantes dans la ceinture de Kuiper, l'équipe de découverte du satellite de Pluton conclut que de nombreux systèmes triples, quadruples et même d'ordre supérieur peuvent être découverts à travers la ceinture de Kuiper dans les années à viens.
«Il est difficile de trouver de petits satellites autour des KBO, car leur grande distance du Soleil les fait apparaître très faibles. En conséquence, nous ne savons pas vraiment à quel point il est courant pour les KBO d'avoir plusieurs satellites », ajoute le co-auteur Steffl. «Une bonne façon de tester cela est de rechercher autour des objets qui ont été éjectés de la ceinture de Kuiper dans des orbites qui les rapprochent beaucoup plus du Soleil. Jusqu'à présent, environ 160 de ces objets, appelés Centaures, ont été découverts. Nous espérons utiliser Hubble pour rechercher des lunes faibles autour de certaines d'entre elles. »
Le co-auteur Merline ajoute: «Si les petites lunes de Pluton génèrent des anneaux de débris à partir des impacts sur leurs surfaces, comme nous le prédisons, cela ouvrirait une toute nouvelle classe d'étude car il constituerait le premier système d'anneaux vu autour d'un corps solide plutôt qu'un planète géante gazeuse.
«Le système Pluton ne manque jamais de nous récompenser lorsque nous le regardons sous un nouvel angle», conclut Stern. «Quelle aubaine et quelle illustration de la richesse de la nature que Pluton a toujours prouvé. Notre découverte de ses deux nouvelles lunes renforce encore cette leçon. »
L'article, «Une origine d'impact géant pour les petites lunes de Pluton et la multiplicité des satellites dans la ceinture de Kuiper», par Stern et al. est disponible dans le numéro du 23 février de Nature. La NASA a financé ce travail.
Source originale: Communiqué de presse SwRI
Mise à jour: Pluton n'est plus une planète.
