Mise à jour le 2 Décembre 2015

                                                                                                                                                    

   

CONFÉRENCE VEGA de François FORGET,

Planétologue, IPSL (Institut Pierre Simon de Laplace)

Organisée par l'Association d'Astronomie VEGA et la Mairie de Plaisir

Au théâtre R Manuel (Château de Plaisir)

«PLUTON ET LA MISSION NEW HORIZONS»

Le Samedi 28 Novembre 2015 à 20H30

 

Photos : JPM ou autre pour l'ambiance. (Les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos si nécessaire

La présentation (avec toutes les vidéos) est disponible sur ma liaison ftp  choisir planetastronomy, rentrer les login et PW  puis CONFÉRENCES VEGA  ensuite SAISON 2015/2016 ; elle s’appelle : forget-NH-Vega-plaisir2015.ppt

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

 

Cette conférence a été filmée en vidéo (grâce à UNICNAM et IDF TV) et est accessible sur Internet

On la trouve à cette adresse :     disponible dans qq jours !             À venir

 

 

BREF COMPTE RENDU

 

 

Malgré le froid et les récents évènements, une salle bien pleine pour découvrir le monde énigmatique de Pluton.

 

 

François Forget est chargé de recherche du CNRS attaché à l'Institut Pierre Simon Laplace travaillant en coopération avec diverses Universités parisiennes.

Il est au LMD : laboratoire de météorologie dynamique.

 

Il a travaillé dans le passé aussi au CNES et au centre Ames de la NASA.

 

Il est spécialisé dans les modèles climatiques martiens et est responsable du Mars Climate Data Base de l'ESA.

 

François Forget est un des auteurs de l'excellent ouvrage sur Mars, histoire d'un autre monde chez Belin avec ses compères F Costard et Ph Lognonné.

 

Ce soir, de retour du centre de la mission New Horizons aux USA, il fait le, point sur les avancés des découvertes du monde de Pluton et de Charon.

 

 

 

 

Je vais m’inspirer de différents comptes rendus passés dans ce celui-ci.

 

L’homme à la base de cette mission, c’est Alan STERN du SwRI (Southwest Research Institute) qui a toujours été motivé par l’étude de ce qui était la dernière planète non explorée à l’époque.

 

On le voit ici montrant une plaque pour sa voiture, disant ceci :

« Mon autre véhicule est en train d’explorer Pluton ! ».

 

J’aime bien l’humour de nos amis Américains.

 

Crédit: NASA/Joel Kowsky

 

 

 

 

En effet quand on revoit la série de timbres publiée en 1991 par les postes US après les dernières missions Voyager, il a été choqué par le texte pour Pluton : pas encore exploré !

 

On a pu compléter la série en 2015 par ce nouveau timbre à l’honneur de la mission.

 

Cela lui a donné l’idée de bâtir une mission pour explorer la dernière planète, la mission New Horizons.

Il va devenir le responsable principal (PI) de cette mission extraordinaire.

 

 

QUE SAVAIT-ON DE PLUTON AVANT JUILLET 2015 ?

 

LA DÉCOUVERTE DE PLUTON.

 

Après Le Verrier et la découverte de Neptune, on pensait avoir atteint la limite du système solaire.

Erreur, c’est Clyde Tombaugh, un agriculteur passionné par les étoiles qui va encore augmenter la taille du système solaire.

Il est embauché à l’Observatoire Lowell (Flagstaff Arizona) pour effectuer un travail ingrat: visionner au comparateur les plaques photo qu'il a faites les nuits précédentes, et devant permettre la découverte d’une éventuelle  planète X  que tout le monde cherche.

C'est la chance qui sourit aux nouveaux, un an après il découvre un soir de fin Février 1930, un petit point qui s'est déplacé sur des plaques de Janvier : ce sera Pluton

Son diamètre est évalué à 2400km densité évaluée à 2 approx

Orbite très excentrique, incliné sur l’écliptique (122°)   29UA à 49UA   247,7 ans

 

Mais en fait Pluton est un système double, en effet, on découvre en 1978 (J Christy et R Harrington) un satellite de taille importante orbitant Pluton, c’est Charon (le passeur des enfers!) 1200 km de diamètre

Hubble découvre d’autres (petits) satellites, on en est à 5 !

 

Pluton est difficile à observer, 50.000 fois moins lumineux que Mars !

 

Mais on peut quand même à l’aide de la spectroscopie étudier sa surface depuis la Terre.

 

Et que découvre-t-on ?

Pluton est couverte de glace de N, CH4 et CO.

La température de surface est de l’ordre de -235°C.

 

Une très (très) faible atmosphère d’azote existe : 1 Pa (la pression terrestre est de l’ordre de 1000 hPa (105 Pa)

 

On voit sur ces graphiques notamment les spectres des différents composants.

 

Bernard Schmitt de l’IPAG est un de nos grands spécialistes dans ce domaine.

 

 

De même on peut procéder à une occultation stellaire, qui permet ainsi de scruter l’éventuelle atmosphère de Pluton.

 

C’est ce qui s’est produit le 18 Juillet 2012 au VLT. Là aussi nous avons un grand spécialiste français :Bruno Sicardy du LESIA. On peut voir le film sur cette page.

Les résultats de cette occultation, mettent en évidence la présence d’une légère atmosphère sur Pluton. Emmanuel Lellouch du LESIA spécialiste de l’atmosphère de Pluton.

 

François Forget a lui aussi participé à une occultation, celle du 7 nov 1997 à Hawaï au Mauna Kea, mais comme pour Le Gentil lors du transit de Vénus à Pondichéry, un malicieux nuage est passé à l’instant fatidique.

 

Néanmoins toutes ces occultations permettent d’appréhender la faible atmosphère plutonienne.

L’atmosphère est « beaucoup » plus chaude (-170°C) que le sol, plus chaude de 40K. Le sol étant à approx. -220°C (~50K)

 

Ceci est dû la grande quantité de méthane de l’atmosphère (0,5%)

Comme Pluton s’éloigne de plus en plus du Soleil (va vers l’hiver), son atmosphère se sublime progressivement

Si bien qu’à l’aphélie (le point le plus loin du Soleil), il n’y aurait presque pas d’atmosphère, alors qu’au périhélie, l’atmosphère se forme de nouveau.

 

Il y a donc une évolution saisonnière de l’atmosphère comme on le voit sur le schéma ci-contre.

 

On a même construit différents modèles possibles censés représenter l’évolution atmosphérique.

 

Finalement ce que l’on peut dire sur Pluton, est qu’elle possède un cycle saisonnier très marqué, et c’est une raison pour laquelle on souhaite l’étudier avant son entrée en période hivernale prolongée (plus de 50 ans !).

 

L’atmosphère très fine est dominée par la présence de Méthane.

La surface de Pluton est couverte de glaces de N, Co et CH4 et probablement de produits organiques (les tholins) représentés en noir sur la « carte ».

 

 

On modélise l’atmosphère de Pluton au LMD de F Forget, notamment avec Mélanie Vangvitchith, thésarde.

 

Le LMD (Laboratoire de Météorologie Dynamique) élabore des modèles d’atmosphères, le GCM (Global Climate Model).

 

Ce modèle fonctionne pour de nombreux corps comme Vénus, la Terre, Mars, Titan, Triton, et Pluton.

 

Justement, Triton (satellite rétrograde de Neptune) et Pluton se ressemblent beaucoup :

·         Mouvements rétrogrades

·         Même taille

·         Même densité

·         Probablement atmosphères similaires : azote, CO et méthane

·         Atmosphère très ténue

On pense que Pluton pourrait ressembler à Triton ou Rhéa.

 

 

 

 

Dans la présentation ppt on pourra voir l’évolution de quelques modèles de températures de surface et de circulation atmosphérique que je ne me sens pas capable de commenter clairement.

 

 

 

LA MISSION NEW HORIZONS.

 

La sonde de la NASA, New Horizons (478kg) est lancée en Janvier 2006 à l'aide d'une puissante fusée Atlas-Centaur. Elle a pour but d’étudier ce que l’on croyait à l’époque être la dernière planète du système solaire. (Générateur nucléaire à bord pour l’énergie)

 

Elle a été construite « rapidement », en trois ans, ce qui est presque un record pour une sonde spatiale, pour une fois ce n’est pas le JPL qui était en charge, mais le JHUAPL (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory) du Maryland de l’autre côté des USA, ce sont eux qui étaient partie prenant de la mission Deep Impact.

 

C’est la sonde la plus rapide jamais lancée dans le système solaire, on passe la Lune en 9 heures et Jupiter est atteinte en 13 mois seulement, on arrive à Pluton après « seulement » 9 ans de voyage.

 

On peut voir sur ce film la trajectoire de la sonde.

 

 

Le chemin étant long vers Pluton, un petit coup de main de Jupiter est nécessaire en Février-Mars 2007, une assistance gravitationnelle la pousse vers les confins de notre système solaire.

Arrivée dans la région de Pluton été 2015 et visite de certains KBO de 2016 à 2020. La date visée est le 14 Juillet 2015

 

Vous avez vécu en direct cet évènement à la cité des sciences le 15 Juillet 2015.

 

Après cette visite on cherche de objets de la ceinture de Kuiper que NH pourrait visiter, Hubble vient d’en trouver deux !

 

 

Beaucoup d’éléments redondants à bord de la sonde, mais rien n’est tombé en panne, à part…………………..

 

Le 4 Juillet 2015, quelques jours avant le passage au plus près, New Horizons tombe en panne !

C’était en fait un petit bug de communication (reboot intempestif) qui a été réparé rapidement (il faut quand même 9 heures pour l’aller retour !), ouf, on a eu chaud ! Tout va bien à bord !

 

Et arrive le moment fatidique de la rencontre à grande vitesse (14km/s de vitesse relative par rapport à Pluton), c’est le 14 Juillet aux USA, mais le 15 Juillet 2015 à 2H10 du matin pour nous ; New Horizons appelle : tout c’est bien passé !

 

Pour cette période, il a été décidé de donner la priorité à la prise de mesures avec tous les instruments de bord et de ne communiquer qu’un nombre très limité de photos, juste ce qu’il faut pour retenir l’attention du public.

Toutes les informations mettront en fait 16 mois à parvenir sur Terre dans leur totalité.

En effet, la totalité des informations fait 6 GB, ce n’est pas énorme, mais le débit est de l’ordre de 22MB par jour maxi !

 

 

LES PREMIERS RÉSULTATS.

 

Alors commencent au long des semaines, l’arrivée de nouvelles photos et informations dont nous avons souvent parlées sur ce site, pour plus de détails consulter l’actualité de la sonde dans les archives.

 

 

 

 

 

 

On établit une carte de la cratérisation de Pluton.

 

 

Des zones comme la région du cœur, Sputnik Planum est très récente puisqu’elle ne contient aucun cratère.

 

 

Une très belle photo de l’hémisphère Sud.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On y remarque des possibles dunes, des déversements de glace d’azote sortant de montagnes et coulant (ayant coulé) vers les plaines, des régions au terrain très chaotique sont aussi à voir.

 

Les montagnes pourraient être d’énormes blocs de glace d’eau flottant sur des dépôts plus denses de glace d’azote, comme dans la région Sputnik Planum (Plaine Sputnik).

 

Ces nouvelles images, montrent aussi un terrain très cratérisé (et donc plutôt ancien) situé proche d’une plaine glacée vierge de cratères et donc plus jeune.

 

 

 

 

On remarque aussi un système de fracture dans Sputnik Planum.

 

 

L’atmosphère de Pluton.

 

On s’y attendait, New Horizons confirme la présence d’une faible atmosphère, dont on peut voir les différentes couches (voir cet astronews)

 

Les nouvelles images prises à contre-jour de l’atmosphère de Pluton semblent indiquer que celle-ci posséderait plus de couches que ne l’envisageaient les scientifiques.

On le voit parfaitement sur ces deux photos dont celle de droite a subi un traitement afin de faire apparaitre ces couches.

 

Cette atmosphère provoquerait aussi une sorte de crépuscule (twilight en anglais) qui illuminerait les terrains situés dans la partie nuit et que l’on voit bien sur ces deux photos du terminateur.

 

 

La procédure d’occultation a confirmé l’étendue de cette atmosphère loin dans l’espace.

 

On a même détecté du brouillard comme l’avait prévu F Forget est ses collègues dans un article publié il y a quelques temps et dont il a été tiré une présentation ppt.

 

 

Des derniers chiffres de l’étude de l’atmosphère et de l’occultation, on déduit les courbes de températures en fonction de l’altitude.

 

 

 

 

 

 

Et Charon et les autres satellites ?

 

Charon, dont le diamètre (1214km) vaut approximativement la moitié de Pluton, est dans le système solaire, le plus gros satellite en proportion par rapport à sa planète ; la deuxième place revenant au couple Terre-Lune.

 

On ne pouvait pas imaginer de tels paysages mis au jour par la sonde : montagnes, canyons, glissements de terrains, variations de couleurs etc..

 

Photo : image HR de Charon juste avant l’approche finale du 14 Juillet 2015 (et transmise à la Terre le 21 Sept).

C’est une combinaison des images prises par le spectromètre Ralph/MVIC dans le bleu, le rouge et l’IR.

Cette image nous révèle des détails intéressants comme :

Une ceinture de fractures et de canyons un peu au dessus de l’équateur, sa longueur : au moins la moitié de la planète, puisque l’on ne voit pas l’autre hémisphère ! Plus long et plus profond que le Grand Canyon.

Ces failles et canyons sont le signe d’une histoire géologique tourmentée de cet objet.

On dirait que la croûte a été ouverte, ressemblant ainsi à Valles Marineris sur Mars.

 

Les variations de couleurs de Charon ne sont pas aussi importantes que pour Pluton, mais le rouge du Pôle Nord est très caractéristique. Plus petit détail : 3km.

 

Un détail en HR de cette vue.

 

 

On s’est aussi intéressé à l’occultation solaire de Charon en passant dans son ombre.

 

 

La mesure est beaucoup plus abrupte que pour Pluton, Charon ne possède pas d’atmosphère !

 

 

Des premières données on a tiré une carte provisoire de certains mieux de Charon.

 

 

 

 

 

 

 

Concernant les autres petits satellites, voir cet astronews.

 

 

On peut voir sur cette vidéo, les mouvements parfois chaotiques de ces satellites.

 

 

 

Nombreuses questions du public après la conférence, même du jeune public.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Merci François pour cette super soirée.

 

 

J’ai donné à F Forget le dernier numéro de l’Astronomie qui contenait un long article sur Pluton.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

Le site de New Horizons au JHUAPL.

 

Pluton et New Horizons : CR de la conférence SAF de F Forget du 19 Nov 2014. (07/12/2014)

 

Toute l’actualité sur la mission sur votre site préféré.

 

Pluto's small moons Styx, Nix, Kerberos, and Hydra, blog d’Emily de la Planetary Society.

 

L'expansion de l'atmosphère de Pluton révélée par occultations stellaires par B Sicardy.

 

 

 

PROCHAINE CONFÉRENCE VEGA : SAMEDI 12 MARS 2016

 

 

 

Bon ciel à tous

 

 

Jean Pierre Martin 

www.planetastronomy.com

Abonnez-vous aux astronews du site en envoyant votre e-mail.