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Une couche de suie maintient l’atmosphère de Pluton extrêmement froide

Pluton en couleurs / Crédits : Nasa

Pluton, ce n’est pas la porte à côté. Sa distance au Soleil varie entre 4,425 milliards et 7,375 milliards de kilomètres. Difficile de se faire à l’idée. Disons simplement que Pluton est 30 fois plus éloignée du Soleil que la Terre. Bref, aussi loin de notre étoile, il fait froid, très froid. Mais à -203 °C, la température observée dans l’atmosphère de Pluton est d’environ 30 degrés plus fraîche qu’elle ne devrait l’être en théorie. Pourquoi ?

Jusqu’à présent, tous les calculs pour expliquer la « fraîcheur » de Pluton se sont concentrés uniquement sur des gaz tels que le méthane. Les gaz présents dans l’atmosphère contrôlent en effet la température sur toutes les autres planètes de notre système solaire. Sur Terre, par exemple, nous savons que le dioxyde de carbone réchauffe notre planète en emprisonnant la chaleur du soleil. Pluton est différente, et tout se résume à de la suie. Au-dessus de la planète naine, la lumière ultraviolette du soleil brise les molécules d’azote et de méthane pour créer des ions réactifs. Ceux-ci se recombinent ensuite pour créer des molécules d’hydrocarbure monomères qui se rassemblent ensuite pour former de grands agrégats fractals qui forment de la suie. C’est elle qui maintient la température de Pluton en-dessous de ce qu’elle devrait.

Xi Zhang et son équipe, de l’Université de Californie à Santa Cruz, ont ici calculé l’équilibre entre la quantité de rayonnement solaire absorbée par les particules de suie et la quantité de rayonnement qu’elles rejettent dans l’espace. « Fondamentalement, nous avions besoin d’un solide qui fasse office de liquide de refroidissement pour expliquer pourquoi Pluton est si froide« , explique le chercheur. « Nous avons constaté que les particules de brume abondantes peuvent fortement refroidir l’atmosphère en réémettant le rayonnement infrarouge dans l’espace, un processus non pris en compte dans les théories précédentes« . Une atmosphère atypique donc, où le rapport de force est inégal. Si la suie est en effet capable d’absorber l’énergie solaire pour chauffer l’atmosphère, l’effet « refroidissement » est plus fort. Les chercheurs constatent que les particules peuvent absorber environ 1 à 5% de l’énergie solaire entrante, le reste étant réfléchi par la surface de Pluton.

Les calculs antérieurs se sont concentrés sur le méthane. « J’étais très perplexe quand j’ai fait les calculs », explique le chercheur, « car nous n’avions jamais vu d’atmosphère dans le système solaire contrôlée par des telles particules au lieu du gaz. Donc l’atmosphère de Pluton expose un nouveau type d’atmosphère sur les planètes« . Cette étude permet ainsi d’expliquer l’une des découvertes les plus surprenantes de New Horizon lors de son survol de Pluton en 2015.

Vous retrouverez tous les détails de cette étude dans la revue Nature.

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