Longtemps considérée comme une simple boule de glace lointaine, Pluton continue de déjouer toutes les attentes des astronomes. Neuf ans après le passage historique de la sonde New Horizons, une nouvelle étude révèle que la planète naine possède un climat… contrôlé par une mystérieuse brume bleutée. Une découverte fascinante rendue possible par le télescope spatial James Webb (JWST), et qui pourrait bien transformer notre compréhension du climat dans tout le système solaire – voire au-delà.

Quand New Horizons a changé notre vision de Pluton

En 2015, la sonde New Horizons de la NASA a survolé Pluton pour la première fois. Ce que les scientifiques ont découvert à cette occasion a totalement changé l’image que l’on se faisait de cette planète naine. Au lieu d’un monde figé, glacé et sans activité, ils ont découvert un paysage étonnamment varié : des plaines de glace azotée, des montagnes de glace d’eau, et surtout, une atmosphère fine mais complexe, surmontée d’une brume bleue étagée s’élevant à plus de 300 km au-dessus de la surface.

Ce voile bleuté – aussi esthétique que mystérieux – est composé de molécules organiques complexes. Celles-ci se forment lorsque la lumière du Soleil interagit avec le méthane présent dans l’atmosphère, déclenchant une série de réactions chimiques.

Une hypothèse intrigante : et si la brume contrôlait le climat ?

En 2017, une équipe de chercheurs menée par le planétologue Xi Zhang avait formulé une hypothèse audacieuse : cette brume ne serait pas qu’un simple effet visuel. Elle jouerait en réalité un rôle central dans le climat de Pluton.

Selon leurs modèles informatiques, les particules en suspension dans cette brume auraient la capacité d’absorber la lumière solaire pendant la journée, puis de réémettre cette énergie sous forme d’infrarouge la nuit, vers l’espace. Ce mécanisme aurait pour effet de refroidir l’atmosphère bien plus efficacement que les gaz seuls.

Problème : cette théorie restait invérifiable. En cause ? La présence de Charon, la plus grande lune de Pluton, dont le signal thermique interfère avec celui de Pluton. Résultat : impossible de savoir si la faible lumière infrarouge détectée provenait de la brume, ou d’ailleurs.

La mystérieuse brume bleue de Pluton est le principal facteur du climat de la planète naine. Crédit image : NASA/JHUAPL/SwRI

La confirmation tant attendue… grâce au télescope James Webb

Tout a changé en 2022 avec l’arrivée du télescope spatial James Webb, le plus puissant jamais conçu pour observer l’univers en infrarouge. Ses instruments ultra-précis ont permis aux astronomes de distinguer clairement le signal de Pluton de celui de Charon.

Et les résultats sont saisissants : la brume de Pluton émet exactement la lumière infrarouge prédite par les modèles de 2017. Cela confirme non seulement qu’elle est bien responsable du refroidissement de l’atmosphère, mais qu’elle contrôle en grande partie la dynamique thermique de toute la planète naine.

« C’est un nouveau type de climat, disons », résume Tanguy Bertrand, astronome à l’Observatoire de Paris et auteur principal de cette nouvelle étude, publiée dans Nature Astronomy.

Une atmosphère plus froide que prévu

Grâce à cette découverte, on comprend mieux pourquoi la haute atmosphère de Pluton est environ 30 °C plus froide que prévu, atteignant -203 °C. Sans la brume, cette température aurait été bien plus élevée.

Ce refroidissement extrême n’est pas qu’une curiosité. Il influe sur toute une série de processus atmosphériques et géologiques sur Pluton : la formation de givre, les vents, la pression atmosphérique, ou encore la manière dont certaines molécules s’évaporent ou se condensent.

Des implications pour d’autres mondes… et peut-être même pour la Terre

Cette découverte dépasse largement le cas de Pluton. D’autres corps célestes du système solaire présentent des atmosphères enveloppées de brume, comme Triton (lune de Neptune) ou Titan (lune de Saturne). Il est donc possible que ces mondes aussi abritent un climat piloté par des brumes organiques.

Mais les chercheurs vont plus loin encore. Avant que l’oxygène n’envahisse notre atmosphère, la Terre primitive pourrait elle aussi avoir été enveloppée d’un brouillard organique semblable. Cette brume aurait pu contribuer à réguler les températures et à créer un environnement plus stable pour favoriser l’émergence de la vie.

« En étudiant la brume et la chimie de Pluton, nous pourrions obtenir de nouvelles informations sur les conditions qui ont rendu la Terre primitive habitable », explique Xi Zhang.

Une planète naine, de grandes questions

Pluton est peut-être petite, mais elle continue de poser de grandes questions. Avec chaque nouvelle observation, elle nous oblige à repenser les mécanismes climatiques à l’échelle cosmique.

Et ce n’est sans doute qu’un début : les futures observations du télescope James Webb, couplées à de nouveaux modèles climatiques, pourraient révéler que la brume est un élément beaucoup plus courant dans l’univers que nous le pensions.