35 sondes robotisées explorent en ce moment le système solaire au-delà de l’orbite terrestre, repoussant les limites de la connaissance spatiale. La Société d’astronomie du Planétarium de Montréal a vanté les exploits réalisés lors de missions mémorables de l’ « âge d’or d’exploration du système solaire ».
Donnée par le planétologue au Space Science Institute Thomas Navarro, la conférence « Dernières nouvelles du système solaire » du vendredi 8 septembre a mis de l’avant de nombreuses découvertes scientifiques faites au cours des 15 dernières années. En voici quelques-unes…
Mercure : une sonde pour mieux comprendre la planète
Entre 2011 et 2014, la National Aeronautics and Space Administration (NASA) a envoyé la sonde Messenger, première sonde mise en orbite autour de la première planète du système solaire, Mercure. Auparavant, des sondes ne parvenaient qu’à faire des « fly by », c’est-à-dire qu’elles passaient près de Mercure, mais ne permettaient qu’à réaliser des prises de mesures scientifiques de quelques heures.
« Messenger était un défi d’ingénierie. Il faut imaginer que quand cette sonde passe entre Mercure et le Soleil, on a le Soleil qui la chauffe en plus de la surface chaude de Mercure qui dégage beaucoup de chaleur. »
– Thomas Navarro, planétologue au Space Science Institute
Messenger a permis de cartographier complètement Mercure pour la première fois. « Messenger était un défi d’ingénierie. Il faut imaginer que quand cette sonde passe entre Mercure et le Soleil, on a le Soleil qui la chauffe en plus de la surface chaude de Mercure qui dégage beaucoup de chaleur », résume Thomas Navarro. Cette sonde devait donc être très résistante à la chaleur, en plus d’être précise quant à son altitude et sa trajectoire pour se mettre en orbite autour de Mercure.
Cartographier cette petite planète tellurique a permis de mieux comprendre la composition chimique de sa surface. Les scientifiques ont appris que la surface de Mercure a une grande quantité de volatiles, c’est-à-dire de particules chimiques qui se volatilisent facilement quand elles sont exposées à la surface. Le soufre, le potassium et l’oxygène sont des exemples de volatiles qu’on retrouve à la surface de Mercure.
« On a retrouvé des volatiles en abondance, beaucoup plus que ce que l’on en retrouve sur Mars, sur la Terre ou sur Venus. C’était une surprise, on ne s’attendait pas à ce qu’il y en ait autant sur une planète aussi proche du Soleil, et on ne sait pas très bien ce qui a fait qu’il y en a beaucoup », avance le conférencier.
Mercure, cartographiée grâce à la sonde Messenger. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Messenger a également cartographié les structures de « lobes » (lobates, en anglais) de Mercure pour la première fois. Ces lobes sont des failles, des dénivellations d’un ou deux kilomètres de hauteur, qui parcourent la planète. Cette cartographie a permis de comprendre l’existence de ces structures en lobes : « Mercure, au début de sa vie, était beaucoup plus chaude que maintenant. En refroidissant, elle s’est contractée, diminuée en volume, et ces rides se seraient formées lors de la contraction », explique M. Navarro.
La surface de Mercure et ses « lobes ». Crédits: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Mesurer les premiers tremblements de Mars
La sonde InSight, de la NASA, était munie d’un bras robotique posant au sol des instruments capables de mesurer les tremblements de mars. Ces outils permettent d’observer les oscillations de la planète, soit ses déplacements verticaux de manière précise, détectant des mouvements de la taille d’un atome. En 2019, le satellite a enregistré pour la première fois de l’histoire un tremblement sur une planète autre que la Terre.
« La croûte et le manteau de Mars sont beaucoup plus fracturés et hétérogènes qu’on l’imaginait. On a pu avoir une meilleure estimation de la taille du cœur de Mars, et on a compris qu’il a une démarcation très nette avec le manteau, ce qui n’est pas le cas sur toutes les autres planètes. »
– Thomas Navarro, planétologue au Space Science Institute
Cette mesure du tremblement de Mars a mené à de grandes avancées sur les connaissances scientifiques de cette planète, révèle M. Navarro : « La croûte et le manteau de Mars sont beaucoup plus fracturés et hétérogènes qu’on l’imaginait. On a pu avoir une meilleure estimation de la taille du cœur de Mars, et on a compris qu’il a une démarcation très nette avec le manteau, ce qui n’est pas le cas sur toutes les autres planètes. »
Vue d’artiste d’InSight, à la surface de Mars. Crédits : NASA / JPL-Caltech
Des volcans actifs sur Vénus ?
La sonde Venus Express a permis la mesure du niveau de dioxyde de soufre, un gaz atmosphérique qui est précurseur des nuages d’acides sulfuriques de Vénus. Thomas Navarro raconte que ces gaz ont été mesurés par une ancienne sonde américaine dans les années 1980-1990, démontrant leur abondance, qui a diminué au fil des années.
En 2006, avec l’arrivée de Venus Express, ces données ont recommencé à être collectées. Venus Expresse a alors montré une nouvelle abondance de dioxyde de souffre, qui s’est remise à diminuer.
« On pense qu’il y a du volcanisme actif sur Vénus. C’est important parce qu’il n’y a aucune planète, à part la Terre, qui a du volcanisme actif dû à la géologie. »
– Thomas Navarro, planétologue au Space Science Institute
« Comment expliquer ces diminutions et ces éruptions de dioxyde de soufre? (…) On soupçonne fortement qu’il y a eu du volcanisme actif à la surface : des volcans qui ont libéré du dioxyde de soufre à la surface qui s’est propagé dans l’atmosphère. On imagine qu’il y a eu une éruption volcanique majeure entre 1995 et 2005 », propose le planétologue.
Une découverte faite en 2023 appuie cette théorie : des chercheurs ont remarqué qu’un cratère a été modifié au fil du temps et qu’il avait des écoulements. Ces changements laissent croire qu’il y aurait eu un effondrement du cratère volcanique. « On pense qu’il y a du volcanisme actif sur Vénus. C’est important parce qu’il n’y a aucune planète, à part la Terre, qui a du volcanisme actif dû à la géologie », souligne M. Navarro.
Crédits : NASA, JPL-Caltech, ESA, Venus Express: VIRTIS, USRA, LPI
Découvrir des tourbillons géants sur Jupiter
Depuis 2016, la sonde Juno est en orbite autour de Jupiter, la cinquième planète de notre système solaire. Même si la mission principale de Juno est de mesurer la déformation de Jupiter, cette sonde a tout de même permis de faire d’autres découvertes inusitées et imprévues. Pensons à l’observation de huit tourbillons géants tournant autour du pôle Nord de Jupiter. « On ne s’y attendait pas. C’est assez impressionnant de voir le vortex polaire qui existe sur Jupiter à une telle échelle spatiale, et ces structures multiples qui tournent autour », ajoute M. Navarro.
La taille du diamètre de ces tourbillons varie entre 4 000 et 4 600 km, leurs rafales de vent atteignants 350 km/h. La communauté scientifique peine à expliquer comment, durant près de sept mois d’observation, ces cyclones existants très près les uns des autres sont entrés en contact sans se jamais se fusionner.
Les 8 tourbillons se trouvant au pôle Nord de Jupiter. Crédits : NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Arrokoth : repousser les limites de l’exploration spatiale
Au cours de la dernière décennie, New Horizons a survolé Arrokoth, le corps le plus éloigné de la Terre au-dessus duquel on ait jamais survolé. Arrokoth fait partie de la ceinture de Kuiper et possède deux lobes en forme de disque composant sa structure binaire. Comment expliquer que deux corps soient associés d’une telle manière? « On pense, et on l’a vu dans d’autres corps, que des petits corps du système solaire se mettent assez régulièrement en orbite l’un autour de l’autre, qu’ils finissent par se rapprocher et entrer en contact l’un avec l’autre, montrant les processus d’accrétion et de fusion qui ont formé les planètes il y a 4,5 milliards d’années », théorise le conférencier.
Arrokoth. Crédits : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/National Optical Astronomy Observatory
Cérès : la technologie pour expliquer un « point brillant »
La sonde Dawn a permis l’étude des deux plus gros corps de la ceinture des astéroïdes Cérès et Vesta. Cérès, le plus gros objet de cette ceinture, a un diamètre d’un peu moins de 1 000 km : en comparaison, notre lune a un diamètre de près de 3 500 km. Vers 2015, Dawn a permis de découvrir que Cérès a un « cœur plus dense que son extérieur » et d’expliquer le point brillant de cette planète naine.
« Au fur et à mesure que la sonde Dawn s’est approchée de Cérès, on a compris que ce point brillant était composé de sels résiduels de magnésium à sa surface, et qu’ils réfléchissaient la lumière très fortement. Ils sont indicateurs d’une probable eau liquide passée, qui aurait été mise à la surface à la suite d’un impact, se serait évaporée, volatilisée, puis aurait laissé ces sels derrière », conclut M. Navarro.
La planète naine Cérès et son point brillant. Crédits : NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Crédit Image à la Une : CactiStaccingCrane, Wikipédia
À lire également :
https://www.cscience.ca/2023/08/01/satellites-intelligents-des-scientifiques-envoient-une-ia-dans-lespace/
