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Système Plutonien

CHARON

Charon (P I Charon, Pluton I) est le plus grand Satellite naturel de Pluton. En 1978, l'astronome américain James Walter Christy découvrit Charon, le premier satellite de Pluton, à environ seulement 19 000 km de la planète. James Christy fit cette découverte à l'United States Naval Observatory (USNO), à Washington, alors à l'abri de la pollution lumineuse urbaine. Deux autres satellites de Pluton, plus petits, ont également ont aussi découverts en 2005. Charon a un diamètre de 1 270 km, égal à la moitié de celui de Pluton, et se déplace autour de cette planète avec une période de 6,4 jours (égale à la période de rotation de Pluton, ce qui constitue une orbite géostationnaire).

Charon est le plus gros satellite du système solaire par rapport à la taille de sa planète, de sorte que certains astronomes considèrent le système Pluton-Charon comme une planète double. Ce nom lui fut attribué par référence à Charon, le «passeur des Enfers» de la mythologie grecque, qui se tient aux portes du royaume d'Hadès - lequel a pour nom Pluton chez les Romains.

Le centre de gravité du couple Pluton/Charon étant situé hors de Pluton (à un peu plus de deux rayons plutoniens), fait alors unique (avant la découverte d'Antiope) dans le système solaire, il est plus logique de considérer ces deux astres comme un système binaire de planètes naines, également appelé planète naine double par analogie avec une étoile double. Charon se trouve toujours à la verticale du même point sur Pluton, probablement en raison d'une non-homogénéité de masse. Pour cette raison sa vitesse de révolution autour de Pluton se trouve égale à la vitesse de rotation de Pluton.
<- Schéma de Pluton et ses satellites comparés avec les plus grands plutinos : Orcus et Ixion.

Pluton et Charon sont également tous les deux en rotation synchrone : Charon présente toujours la même face à Pluton et Pluton la même face à Charon, un fait inhabituel dans le système solaire pour deux objets de cette taille (là encore, certains astéroïdes binaires possèdent cette propriété).

La découverte de Charon a permit de préciser la masse totale du système double et de déterminer que celle-ci était inférieures aux estimations précédentes. En fait, elle a amené les astronomes à revoir totalement leur estimation de la taille de Pluton. à l'origine, on pensait que Pluton était plus grande que Mercure (on lui donnait environ 6800 km de diamètre) et plus petite que Mars, mais les calculs étaient fondés sur le fait qu'un seul objet était observé (on ne distinguait pas Charon de Pluton). Une fois le système double découvert, l'estimation de la taille de Pluton a été revue à la baisse. Il est possible aujourd'hui, avec des instruments modernes, de distinguer le disque de Pluton et ainsi déterminer sa taille directement.
Certains chercheurs ont suggéré que Pluton et Charon sont des satellites de Neptune qui auraient été éjectés de son orbite ; l'orbite rétrograde de Triton laisse penser que celui-ci était à l'origine un objet de la ceinture de Kuiper sur une orbite solaire qui fut capturé par Neptune. Triton semble en outre partager certaines caractéristiques atmosphériques et géologiques avec Pluton. Même si ces deux points ont été évoqués pour soutenir une origine neptunienne de Pluton, le consensus actuel est que cette dernière n'a jamais fait partie des satellites de la planète géante.

Caractéristiques physiques
Caractéristiques orbitales
Diamètre
1 207,2 km
Masse
1,62 ×1021 kg
Masse volumique moyenne
1,71×103 kg/m³
Gravité de surface
0,31 m/s²
Période de rotation
synchrone
Albédo
0,37
Température de surface
40 K
Rayon moyen
19 410 km
excentricité (e)
0,0002
Période de
révolution (P)
6,387 d
Inclinaison (i)
0 °
Atmosphère
Pas d'atmosphère

C.S.M. - PLANÈTE GAIA > Juin > 2008

Charon, un astre aux airs de Jumeau

LA RECHERCHE N°507 > Janvier > 2016

Charon porte les Stigmates d'un Volcanisme Glacé

"La première chose qui frappe, c’est cette énorme fracture qui semble faire le tour de Charon, juste au-dessus de son équateur, pointe Paul Schenk, membre de la mission New Horizons au Lunar and Planetary Institute de Houston. Elle est quatre fois plus longue que le Grand Canyon et deux fois plus profonde par endroits. On dirait que la croûte de Charon a été ouverte en deux !"

Et il y a aussi cette immense région rougeâtre, près du pôle nord de la lune... surnommée Mordor, en hommage à Tolkien. La sonde New Horizons, qui a survolé Pluton le 14 juillet dernier, a enfin transmis des images en haute définition du plus gros de ses satellites, Charon (1 200 km de diamètre).
Les spécialistes s’attendaient à une boule de roche monotone, partout constellée de cratères. A la place, ils ont découvert un monde de montagnes et de ravins vertigineux... étonnamment varié.

En fait, Charon n’a rien d’un astre mort. Pour présenter un tel paysage, il doit au contraire avoir été le siège d’une activité géologique intense. Les spécialistes pensent à un volcanisme froid : un océan d’eau interne pourrait avoir gelé, craquant toute la surface du satellite, et des “laves” d’eau auraient pu se frayer un chemin vers la surface...
Quant au Mordor, sa couleur pourrait être due à la présence d’hydrocarbures arrachés à l’atmosphère de Pluton.

M.F. - SCIENCE & VIE N°1179 > Décembre > 2015

Nix et Hydra

Pluton possède deux autres satellites, qui furent photographiés le 15 mai 2005 lors d'une campagne d'observation du télescope spatial Hubble, temporairement nommés S/2005 P 1 et S/2005 P 2 puis baptisés Nix et Hydra. Ils ont été repérés par une équipe du Southwest Research Institute sur des clichés pris pour préparer la nouvelle mission d'exploration lointaine du système solaire, New Horizons. Leur existence fut confirmée par l'examen de photographies prises par le télescope spatial Hubble et datant du 14 juin 2002.

D'après les premières observations, le demi-grand axe de l'orbite de Nix mesure 49 000 km et celui de l'orbite d'Hydra 65 000 km. Les deux satellites semblent orbiter dans le sens prograde dans le même plan que Charon et sont deux et trois fois plus éloignés que celui-ci, avec une résonance orbitale proche de (mais pas égale à) 4:1 et 6:1.
Les observations se poursuivent pour déterminer les caractéristiques des deux astres. Hydra est parfois plus brillant que Nix, soit parce qu'il est plus grand, soit parce que la luminosité de sa surface varie suivant les zones. Le spectre des satellites est similaire à celui de Charon, ce qui suggère un albédo similaire d'environ 0,35 ; dans ce cas, le diamètre de Nix est estimé à 46 km et celui d'Hydra à 61 km. Une limite supérieure peut être déterminée en supposant un albédo de 0,04 similaire aux objets les plus sombres de la ceinture de Kuiper : 137 ± 11 km pour Nix et 167 ± 10 km pour Hydra. Dans ce cas, la masse des satellites serait 0,3 % de celle de Charon (0,03 % de la masse de Pluton).


DONNÉES ORBITALES PRÉLIMINAIRES

Hydra (S/2005 P1)
a (demi-grand axe) : 64700 ± 850 km
P (période orbitale) : 32,8 ± 0,8 jours

Nix (S/2005 P2)
a (demi-grand axe) : 49400 ± 600 km
P (période orbitale) : 25,5 ± 0,5 jours

AUTRES SATELLITES POSSIBLES

Les observations effectuées par le télescope spatial Hubble ont placé des limites quant à l'existence de satellites additionnels dans le système plutonien. Avec une probabilité de 90%, aucune lune de plus de 12 km et d'un albédo similaire à celui de Charon (soit 0,38) n'existe dans une zone de 5" autour de Pluton. Pour un albédo plus sombre de 0,041, cette limite est portée à 37 km. Avec une probabilité de 50%, cette limite descend à 8 km.

ANNEAUX ÉVENTUELS

Dans un article publié dans la revue Nature, une équipe de scientifiques américains conduite par S. Stern (du Southwest Research Institute) a annoncé que Nix et Hydra se sont très probablement formées lors du même impact géant qui a donné naissance à Charon. L'équipe a émis l'hypothèse que d'autres grands objets binaires de la ceinture de Kuiper pourraient également abriter de petites lunes et que celles qui gravitent autour de Pluton pourraient générer des anneaux de débris autour de la planète naine. à l'heure actuelle, les données provenant de la caméra de prospection avancée du télescope spatial Hubble suggèrent qu'aucun anneau n'existe. Dans le cas contraire, il s'agit d'un anneau ténu comme ceux de Jupiter ou de moins de 1000 km de large.

C.S.M. - PLANÈTE GAÏA > Juin > 2008
 

   
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