Lorsque la sonde spatiale New Horizons de la NASA est arrivée à Pluton en juillet dernier, elle a donné aux scientifiques un premier aperçu détaillé de l'un des objets les plus mystérieux du système solaire. Outre des merveilles comme des montagnes en flèche, des volcans de glace et un bassin géant en forme de cœur, les images renvoyées par la sonde révélaient une surface gâchée par un réseau de fissures et une forme remarquablement sphérique.
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Pour certains scientifiques, ces deux dernières découvertes suggèrent que quelque chose d'encore plus sauvage pourrait être caché à l'intérieur du petit monde, car ce sont les premiers indices directs que Pluton pourrait accueillir un océan sous la surface sous sa croûte épaisse et glacée. Si cela se confirmait, un océan sur Pluton aurait des implications profondes, car il augmenterait la probabilité que d'autres corps glacés puissent héberger de l'eau liquide, voire la vie.
"Le fait que Pluton, même froid et distant, puisse avoir un océan sous la surface signifie qu'il existe des habitats potentiels même dans des endroits apparemment peu prometteurs", explique Francis Nimmo, scientifique de New Horizons basé à l'Université de Californie à Santa Cruz.
Hormis la Terre, aucun corps du système solaire n'a de grandes quantités d'eau liquide à la surface. C'est une déception pour les astrobiologistes, car la plupart des scientifiques pensent que l'eau est un ingrédient nécessaire à la vie.
Pourtant, depuis des décennies, les sondes spatiales recueillent la preuve que des lunes glacées autour de Jupiter et de Saturne maintiennent de vastes océans sous leur croûte. La lune de Saturne Encelade crache des geysers riches en eau et en carbone, tandis que l'Europa de Jupiter est recouverte de fractures et de crêtes qui laissent présager la fusion d'un océan sous la surface de la glace. Ces mondes sont actuellement considérés comme l'un des meilleurs endroits pour chercher de la vie ailleurs dans le système solaire.
Pluton est pareillement glacé, mais la différence est que ces lunes ont des sources de chaleur plus évidentes pour garder l'eau interne liquide: le pétrissage gravitationnel qu'elles reçoivent lorsqu'elles se balancent autour de leurs énormes planètes mères. Pluton n'a pas de compagnon massif et orbite entre 3 et 5 milliards de kilomètres du soleil. Les astronomes pensaient donc qu'il faisait trop froid pour un océan moderne.
Certains modèles théoriques suggéraient que la décroissance radioactive dans l'intérieur rocheux de Pluton pouvait chauffer suffisamment pour créer un océan sous-marin à un moment donné de son histoire, peut-être même assez de chaleur pour que les eaux persistent aujourd'hui, mais rien ne prouvait réellement, jusqu'à présent.
S'exprimant lors d'une récente réunion de l'American Geophysical Union (AGU) à San Francisco, Nimmo a exposé deux indices clés de New Horizons. Il n’existe aucun cas isolé, dit-il, mais ensemble, ils sont suggestifs.
Premièrement, New Horizons a révélé la présence de tectoniques d'extension, de failles et de fissures sur la face de Pluton, qui pourraient indiquer que la surface s'est développée récemment.
"Un moyen simple de le faire est si l'océan commence à regeler, " explique Nimmo, car le volume de l'eau augmente à mesure qu'il passe d'un liquide à un solide. "Alors que l'eau liquide retombe dans la glace, la surface extérieure de Pluton doit se déplacer vers l'extérieur et vous obtenez une expansion."
Le deuxième élément de preuve concerne la forme de Pluton, en particulier l’absence notable de renflement autour de son équateur, comme celui retrouvé sur Terre, sa lune et d’autres corps célestes arrondis.
Lorsque les corps sphériques tournent, les forces de rotation poussent le matériau vers l'équateur, l'aplatissant quelque peu. Le bombement équatorial de la lune est encore plus grand qu'il ne devrait l'être compte tenu de sa vitesse de rotation actuelle, et les scientifiques pensent que c'est parce qu'elle tournait plus vite plus tôt dans son histoire, lorsque la roche lunaire était plus ductile. En revanche, bien que Pluton tourne plus vite que notre lune, elle n’a aucun renflement.
"La lune enregistre un spin ancien", a déclaré Nimmo. "Pluton ne montre aucune preuve de cela. Il y a différentes manières de détruire un bulbe de fossile, et l'une d'entre elles est d'avoir un océan." En effet, l'eau ayant plus de liberté de mouvement que la glace, une couche de liquide globale glissant à l'intérieur contribuerait à neutraliser les forces en rotation, réduisant ainsi ce renflement.
Pour l’instant, l’équipe de New Horizons plaide en faveur d’un océan solide à Pluton, explique Amy Barr Mlinar, experte en formation et en évolution de corps planétaires solides à la Planetary Science Institute de Tucson, en Arizona.
«Elle repose sur un type d'analyse de base de la science planétaire. Cela ne nécessite pas beaucoup de modélisation sophistiquée où il y a 45 paramètres d'entrée différents qui peuvent être perturbés », déclare Barr Mlinar.
Mais tout le monde n’est pas convaincu pour le moment, pas même les autres membres de l’équipe de New Horizons. Les fissures à la surface de Pluto pourraient s'expliquer par d'autres changements internes de la température ou de la structure de la glace, explique Bill McKinnon, scientifique en sciences planétaires à la Washington University à St. Louis.
"De même, l'effondrement d'un bulbe de fossile est compatible avec un océan à Pluton", déclare McKinnon. "Mais un océan n'est pas nécessaire. Cela ne signifie pas non plus que l'océan, même s'il existait déjà, doit exister aujourd'hui. L'effondrement du bulbe fossile aurait pu se produire il y a des milliards d'années. "
New Horizons a effectué un survol simple de Pluto. Pour obtenir des preuves plus concrètes de l'océan de Pluton, «nous aurions besoin de retourner avec une mission d'orbiteur, peut-être plus tard dans ce siècle», déclare McKinnon.
Si de futurs tests confirment la présence d'un océan sur Pluton, McKinnon pense qu'il pourrait y avoir encore plus de mers cachées qui attendent d'être découvertes aux confins du système solaire. Pluto fait partie de la ceinture de Kuiper, un anneau de corps similaires qui pourraient également générer de la chaleur interne provenant de la désintégration radioactive.
"D'autres objets de grande taille appartenant à la ceinture de Kuiper sont similaires, voire plus riches en roches, de sorte que ces mondes pourraient également avoir des océans", a-t-il déclaré.
Nadine Barlow, astronome à la Northern Arizona University, note que ces océans lointains seraient très différents de ce à quoi nous sommes habitués sur Terre. En plus d'être enfermé sous des dizaines de mètres de glace, un océan plutonien aurait presque certainement une composition différente de celle des mers de la Terre.
"Nous devons nous rappeler que les glaces de Pluton comprennent non seulement la glace à l'eau, mais également les glaces au dioxyde de carbone et au méthane", a déclaré Barlow. Comparé à nos mers, le potentiel océanique de Pluton serait également particulièrement salé, riche en sels dissous et en ammoniac, ce qui contribuerait à réduire son point de congélation et à le maintenir à l'état liquide.
Ces ingrédients supplémentaires rendraient l'eau de mer de Pluton peu attrayante pour les astronautes, mais il est toujours possible que certaines formes de vie extrême puissent appeler cet océan un chez-soi. Et bien que New Horizons se soit déjà éloigné de Pluton pour atteindre sa prochaine cible dans la ceinture de Kuiper, la mission envisagée par la NASA sur la Jovian Moon Europa pourrait être un terrain d’essai crucial pour l’étude des océans sous-marins sur des corps glacés et la détermination de leur faisabilité.
Cela signifie que la mission Europa et tous les futurs treks d'exploration de Pluton devront prendre des précautions afin de ne pas contaminer les environnements potentiellement vitaux avec des organismes terrestres, explique Barlow.
Barr Mlinar est d’accord: "Nous devons peut-être penser à des moyens intelligents d’explorer la chimie de l’océan de Pluton à la surface", dit-elle. "Nous devons en apprendre davantage sur la géologie de ces corps et sur la manière dont les matériaux de l'océan peuvent être exprimés à la surface."
