Autrefois considérée comme la planète la plus à l'extérieur du système solaire, la désignation de Pluton a été modifiée par l'Union astronomique internationale en 2006, en raison de la découverte de nombreux nouveaux objets de ceinture de Kuiper de taille comparable. Malgré cela, Pluton reste une source de fascination et un point focal d'un grand intérêt scientifique. Et même après le survol historique effectué par la sonde New Horizons en juillet 2015, de nombreux mystères demeurent.
De plus, l'analyse continue des données NH a révélé de nouveaux mystères. Par exemple, une étude récente d'une équipe d'astronomes a indiqué qu'une enquête de l'Observatoire de rayons X de Chandra a révélé la présence de quelques émissions de rayons X assez fortes provenant de Pluton. Cela était inattendu et amène les scientifiques à repenser ce qu'ils pensaient savoir de l'atmosphère de Pluton et de son interaction avec le vent solaire.
Dans le passé, de nombreux corps solaires ont été observés émettant des rayons X, qui étaient le résultat d'une interaction entre le vent solaire et les gaz neutres (comme l'argon et l'azote). Ces émissions ont été détectées à partir de planètes comme Vénus et Mars (en raison de la présence d'argon et / ou d'azote dans leurs atmosphères), mais aussi avec des corps plus petits comme les comètes - qui acquièrent des halos en raison du dégazage.
Depuis que la sonde NH a effectué son survol de Pluton en 2015, les astronomes savent que Pluton a une atmosphère qui change de taille et de densité avec les saisons. Fondamentalement, alors que la planète atteint le périhélie pendant sa période orbitale de 248 ans - à une distance de 4436820000 km, à 2756912133 mi du Soleil - l'atmosphère s'épaissit en raison de la sublimation de l'azote et du méthane gelés à la surface.
La dernière fois que Pluton était au périhélie, c'était le 5 septembre 1989, ce qui signifie qu'il vivait encore l'été lorsque NH a fait son survol. En étudiant Pluton, la sonde a détecté une atmosphère composée principalement d'azote gazeux (N²) et de méthane (CH4) et de dioxyde de carbone (CO²). Les astronomes ont donc décidé de rechercher des signes d’émissions de rayons X provenant de l’atmosphère de Pluton en utilisant l’observatoire de rayons X de Chandra.
Avant le survol de la mission NH, la plupart des modèles de l'atmosphère de Pluton s'attendaient à ce qu'elle soit assez étendue. Cependant, la sonde a constaté que l'atmosphère était moins étendue et que son taux de perte était des centaines de fois inférieur à ce que ces modèles prédisaient. Par conséquent, comme l'équipe l'a indiqué dans son étude, elle s'attendait à trouver des émissions de rayons X conformes à ce que le survol NH a observé:
"Étant donné que la plupart des modèles pré-rencontre de l'atmosphère de Pluton l'avaient prédit beaucoup plus étendue, avec un taux de perte dans l'espace estimé à ~ 1027 à 1028 mol / sec de N² et CH4… Nous avons tenté de détecter l'émission de rayons X créée par les interactions d'échange de charges de gaz neutre [vent solaire] dans le gaz neutre de basse densité entourant Pluton », ont-ils écrit.
Cependant, après avoir consulté les données du spectromètre imageur CCD avancé (ACIS) à bord de Chandra, ils ont constaté que les émissions de rayons X provenant de Pluton étaient supérieures à ce que cela permettrait. Dans certains cas, de fortes émissions de rayons X provenant d'autres petits objets du système solaire ont été notées, ce qui est dû à la diffusion des rayons X solaires par de petits grains de poussière composés de carbone, d'azote et d'oxygène.
Mais la distribution d'énergie qu'ils ont notée avec les rayons X de Pluton n'était pas cohérente avec cette explication. Une autre possibilité que l'équipe a proposée est qu'ils pourraient être dus à un ou plusieurs processus qui focalisent le vent solaire près de Pluton, ce qui renforcerait l'effet de sa modeste atmosphère. Comme ils l'indiquent dans leurs conclusions:
«L'émission observée de Pluton n'est pas due à l'oreille. S'il est dû à la diffusion, il devrait provenir d'une population unique de grains de brume à l'échelle nanométrique composés d'atomes C, N et O dans l'atmosphère de Pluton, qui résonnent de manière fluorescente sous l'insolation du Soleil. S'il est entraîné par un échange de charges entre le [vent solaire] des ions mineurs et des espèces de gaz neutres (principalement CH4) s’échappant de Pluton, une amélioration de la densité et un ajustement de l’abondance relative des ions mineurs [vent solaire] dans la région d’interaction près de Pluton sont nécessaires par rapport aux modèles naïfs. »
Pour le moment, la véritable cause de ces émissions de rayons X restera vraisemblablement un mystère. Ils soulignent également la nécessité de poursuivre les recherches sur cet objet lointain et le plus massif d'objets de ceinture de Kuiper. Heureusement, les données fournies par la mission NH sont susceptibles d'être déversées pendant des décennies, révélant des choses nouvelles et intéressantes sur Pluton, le système solaire extérieur et sur le comportement des mondes les plus éloignés de notre soleil.
L'étude - qui a été acceptée pour publication dans la revue Icare - a été menée par des astronomes du Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, du Southwest Research Institute (SwI), du Vikram Sarabhai Space Center (VSCC), du Jet Propulsion Laboratory et de la Ames Research de la NASA Centre.
