Le voyage dans les lunes

Des images issues du télescope Hubble ont permis de déterminer les orbites, formes et tailles des lunes de Pluton. Elles dévoilent des interactions et des comportements inattendus.

Découverte en 1930, Pluton était considérée comme la neuvième et plus petite planète du Système solaire, titre dont elle a été déchue en 2006. Depuis cette date, Platon n’est plus vraiment une planète, mais forme toutefois avec Charon, sa principale lune, un système planétaire binaire, le seul du système solaire. En effet, la masse de Charon étant environ égale à 11% de celle de Pluton, leur barycentre (centre de masse) est positionné entre les deux (et non à l’intérieur de la plus grande). Depuis une dizaine d’années, les images collectées par le télescope Hubble ont permis de révéler quatre satellites en orbite autour du couple Pluton-Charon : Styx (la moins massive), Nix, Kerberos et Hydra.

Ce système complexe offre un beau modèle d’étude des interactions gravitationnelles entre les planètes et leurs satellites. Les images fournies par Hubble pourrait permettre de comprendre comment se forment des orbites stables durant des milliards d’années.

Les dernières analyses, réalisées par Mark Showalter et Doug Hamilton sont décrites dans un article intitulé Resonant interactions and chaotic rotation of Pluto’s small moon (Nature, 4 juin 2015). Sans rentrer dans des détails que je suis incapables de comprendre, ils nous expliquent que Nix et Hydra présentent des rotations chaotiques :  un observateur placé sur Pluton ne verrait pas (contrairement à nous qui regardons la Lune) la même face de ces deux lunes d’une nuit à une autre. Sur Nix et Hydra elles-mêmes, les choses sont encore plus étranges : chaque jour aurait une durée différente de celui qui l’a précédé. D’après les auteurs :  “These two bodies – Plato and Charon – whirl around each other rapidly, causing the gravitational forces that they exert on the small nearby moons to change constantly,”  “Being subject to such varying gravitational forces makes the rotation of Pluto’s moons very unpredictable. The chaos in their rotation is further accentuated by the fact that these moons are not neat and round, but are actually shaped like rugby balls!”. (Peut-être devrais-je traduire ces lignes? Mais le mot « whirl » est tellement plus évocateur que « tourbillonner », non?)

En plus de ce comportement chaotique, Hubble a aussi mis en évidence une étroite connexion entre les orbites des trois lunes Nix, Styx, et Hydra et précisé les masses et luminosité de chacune d’entre elles. Nix et Hydra présentent des surfaces brillantes, alors que Kerberos est beaucoup plus sombre. Le désordre apparent de ce système n’annonce pourtant pas nécessairement une séparation imminente. Malgré leur comportement chaotique, l’association entre Pluton, Charon, et leur quatre lune est stable. Comment? Hubble n’a pas encore dit son dernier mot.

http://www.nature.com/nature/journal/v522/n7554/full/522040a.html

http://www.nature.com/nature/journal/v522/n7554/full/nature14469.html

http://www.spacetelescope.org/news/heic1512/