La surface de Pluton est dominée par un immense bassin en forme de poire Spoutnik Planitia. Il semble que son origine soit due à un impact, mais la modélisation n’a pas encore expliqué sa géométrie particulière. Les planétologues de l’Université de Berne proposent un mécanisme d’impact qui reproduit la forme topographique du bassin tout en expliquant son alignement près de l’axe Pluton-Charon. Selon leurs recherches, la collision de Pluton avec un corps planétaire d’environ 700 km (435 miles) de diamètre a produit Spoutnik Planitia.
Cette mosaïque de Pluton a été réalisée à partir d’images New Horizons LORRI prises le 14 juillet 2015, à une distance de 49 700 miles (80 000 km). Cette vue est projetée à partir d’un point situé à 1 800 km au-dessus de l’équateur de Pluton, regardant vers le nord-est sur la région sombre et cratérisée de Cthulhu, en direction de l’étendue lumineuse et lisse de plaines glacées appelée Spoutnik Planum. Le pôle Nord de Pluton se trouve hors de l’image à gauche. Cette mosaïque a été produite avec des images panchromatiques de la caméra New Horizons LORRI, avec des couleurs superposées à partir du mappeur de couleurs Ralph à bord de New Horizons. Crédit image : SA Stern et autres.
En 2015, la sonde New Horizons de la NASA a révélé que la surface de Pluton était géologiquement complexe.
C’est dominé par un bassin rempli de glace d’azote de 1 200 x 2 000 km (746 x 1 243 miles) nommé Spoutnik Planitia.
Spoutnik Planitia est la partie ouest de Tombaugh Regio, la célèbre structure en forme de cœur de Pluton.
Le bassin est 3 à 4 km (1,9 à 2,5 miles) plus bas que la majeure partie de la surface de la planète naine.
“L’apparence brillante de Spoutnik Planitia est due au fait qu’elle est principalement remplie de glace blanche à l’azote qui se déplace et se convecte pour lisser constamment la surface”, a déclaré le Dr Harry Ballantyne, planétologue à l’Université de Berne.
“Cet azote s’est probablement accumulé rapidement après l’impact en raison de l’altitude plus basse.”
“La partie orientale du “cœur” est également recouverte d’une couche similaire mais beaucoup plus fine de glace d’azote, dont l’origine n’est pas encore claire pour les scientifiques, mais est probablement liée à Spoutnik Planitia.”
“La forme allongée de Spoutnik Planitia suggère fortement que l’impact n’a pas été une collision frontale directe mais plutôt oblique”, a déclaré le Dr Martin Jutzi, planétologue à l’Université de Berne.
Cette image haute résolution de Pluton a été prise par New Horizons le 14 juillet. La surface de Pluton arbore une gamme remarquable de couleurs subtiles, rehaussées dans cette vue par un arc-en-ciel de bleus pâles, de jaunes, d’oranges et de rouges profonds. De nombreux reliefs ont leurs propres couleurs distinctes, racontant une histoire géologique et climatologique complexe que les scientifiques commencent tout juste à décoder. Crédit image : NASA / Laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins / Southwest Research Institute.
Les auteurs ont utilisé leur logiciel de simulation Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) pour recréer numériquement de tels impacts, en faisant varier à la fois la composition de Pluton et de son impacteur, ainsi que la vitesse et l’angle de l’impacteur.
Ces simulations ont confirmé leurs soupçons sur l’angle d’impact oblique et déterminé la composition de l’impacteur.
“Le noyau de Pluton est si froid que les roches sont restées très dures et n’ont pas fondu malgré la chaleur de l’impact, et grâce à l’angle d’impact et à la faible vitesse, le noyau de l’impacteur ne s’est pas enfoncé dans le noyau de Pluton, mais est resté intact. comme une éclaboussure dessus », a déclaré le Dr Ballantyne.
“Quelque part sous Spoutnik se trouve le noyau restant d’un autre corps massif, que Pluton n’a jamais complètement digéré”, a ajouté le Dr Erik Asphaug, planétologue à l’Université de l’Arizona.
“Cette résistance du noyau et cette vitesse relativement faible ont été essentielles au succès de ces simulations : une résistance inférieure entraînerait une surface restante très symétrique qui ne ressemble pas à la forme de larme observée par New Horizons.”
“Nous sommes habitués à considérer les collisions planétaires comme des événements incroyablement intenses dont vous pouvez ignorer les détails, à l’exception de choses comme l’énergie, l’élan et la densité.”
« Mais dans le système solaire lointain, les vitesses sont bien plus lentes et la glace solide est solide, vous devez donc être beaucoup plus précis dans vos calculs. C’est là que le plaisir commence.
Les découvertes de l’équipe ont également jeté un nouvel éclairage sur la structure interne de Pluton.
“En fait, un impact géant comme celui simulé est beaucoup plus susceptible de s’être produit très tôt dans l’histoire de Pluton”, ont déclaré les chercheurs.
«Cependant, cela pose un problème : une dépression géante comme Spoutnik Planitia devrait se déplacer lentement au fil du temps vers le pôle de la planète naine en raison des lois de la physique, car elle présente un déficit de masse. Pourtant, il est paradoxalement proche de l’équateur.
“L’explication théorisée précédente était que Pluton, comme plusieurs autres corps planétaires du système solaire externe, possède un océan d’eau liquide souterrain.”
“Selon l’explication précédente, la croûte glacée de Pluton serait plus fine dans la région de Spoutnik Planitia, provoquant un gonflement de l’océan à cet endroit, et comme l’eau liquide est plus dense que la glace, on se retrouverait avec un excédent de masse qui induit une migration vers l’équateur. »
“Cependant, la nouvelle étude offre une perspective alternative.”
“Dans nos simulations, tout le manteau primordial de Pluton est creusé par l’impact, et lorsque le matériau du noyau de l’impacteur éclabousse le noyau de Pluton, cela crée un excès de masse local qui peut expliquer la migration vers l’équateur sans océan souterrain, ou tout au plus sans océan souterrain. très mince », a déclaré le Dr Jutzi.
“Cette origine nouvelle et inventive de la caractéristique en forme de cœur de Pluton pourrait conduire à une meilleure compréhension de l’origine de Pluton”, a déclaré le Dr Adeene Denton, planétologue à l’Université de l’Arizona.
Le résultats ont été publiés dans la revue Astronomie naturelle.
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HA Ballantyne et autres. Spoutnik Planitia comme vestige d’impacteur indiquant un ancien maçon rocheux dans un Pluton sans océan. Nat Astron, publié en ligne le 15 avril 2024 ; est ce que je: 10.1038/s41550-024-02248-1
