pluton - Delphine Nguyen

Club Cassini
Lycée La Bruyère
Versailles
PLUTON
Une découverte sur le papier
Nous sommes en 1930 et le système solaire compte 8
planètes : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne,
Uranus et Neptune. La dernière a été découverte en 1846 par Le
Verrier. Très vite, la trajectoire de Neptune est étudiée en
détail et là, on découvre que, tout comme Uranus, son
mouvement présente des anomalies qui ne peuvent être dues aux
planètes connues. En 1905, deux astronomes, Percival Lowell et
William Pickering, suggèrent indépendamment l’existence d’une
planète située au-delà de Neptune. Malgré leurs calculs de
position et des recherches intensives, la planète ne fut pas
découverte.
Un astronome amateur engagé à
l’Observatoire
Clyde Tombaugh est né en 1906,
dans une famille de fermiers de
l’Illinois. Encouragé par son père et
son oncle, il s’intéresse tôt à
l’astronomie et il reçoit une lunette
avec laquelle il fera ses premiers dans
le ciel. En 1925, il décide de
construire son propre télescope (il en
fera plus de 30 dans sa vie !). Pour
payer le matériel
nécessaire, son père
est obligé de prendre
un deuxième travail.
En 1928, Clyde finit
la construction d’un
télescope de 23 cm

avec lequel il fait de nombreuses esquisses, très détaillées,
de Mars et de Jupiter.
Il envoie ses dessins au Lowell Observatory afin d’avoir des
suggestions. Au lieu de cela, il reçoit une proposition qui ne
se refuse pas, surtout quand on a 23 ans : devenir astronome.
Sa mission : trouver la planète inconnue.
Il photographie deux fois
de petites parties du
ciel nocturne avec un
intervalle de 2 à 6 jours
et compare une à une les
positions de centaines de
milliers points lumineux,
dans l’espoir de
découvrir un astre
errant. Il va ainsi
photographier 65% du ciel
et passer des milliers
d’heures à scruter les clichés. Après dix mois de nuits
blanches, les nuits du 23 et 29 janvier 1930, Clyde fait deux
photos de la région de delta des Gémeaux. Et le 18 février,
lorsqu’il dépouille les plaques photographiques, un point
lumineux s’est déplacé. Il le vérifie et l’annonce est faite
le 13 mars 1930.
Pendant 13 autres années, il va continuer à scruter le ciel,
car la nouvelle planète ne suffit pas à expliquer les orbites
anormales d’Uranus et de Neptune. Il découvre pendant ces
années : 6 amas d’étoiles, 2 comètes, des centaines
d’astéroïdes, plusieurs dizaines d’amas de galaxies et un
super-amas.
Durant ces mêmes années, il entre à
l’Université du Kansas (1932), se marie
avec Patricia Edson (1934), et obtient
un master d’astronomie en 1939.
Il enseigne dans diverses universités
(Arizona State College, l’Université de
Californie), puis devient, en 1946,
chef du département de mesures optiques
au Laboratoire de recherche balistique.
Il joue un rôle décisif dans la
fabrication de télescopes et, grâce à
des crédits, il en construit un de 600
cm, inauguré en 1967, et qui est

aujourd’hui toujours en service, récoltant des données pour la
NASA.
Lorsqu’il se retire, son équipe et lui ont confirmé la période
de rotation de Mercure, déterminé la nature de la Grande Tache
Rouge de Jupiter et développé une nouvelle technique pour
photographier les petits satellites.
Un peu de mythologie
Pluton, forme latine de Πλουτων, « dieu riche de tous les
biens enfouis sous la terre », euphémisme pour Hadès, nom grec
du dieu des Enfers. Fils de Saturne (Cronos) et de Rhéa, il
est le frère de Zeus et de Poséidon. Lorsque tous trois tirent
au sort leur royaume, il
obtient les Enfers. Ceci
le rend redoutable, sans
être, pour autant, un
ennemi des hommes et des
dieux. Il enlève
Perséphone, fille de
Déméter, alors qu’elle
cueillait des fleurs en
Sicile, et l’épouse.
Cédant aux supplications
de Déméter, Zeus obtient
que la jeune femme passe
six mois sur terre et le
reste de l’année sous
terre, soit aux côtés
d’Hadès. Le royaume de
Pluton est séparé du monde
des vivants par le Styx,
le fleuve de la haine mortelle ou par l’Achéron, le profond
fleuve de la douleur. Trois autres fleuves le sillonnent : le
Phlégéthon -le fleuve de feu-, le Cocyte –le fleuve des
gémissements- et le Léthé –le fleuve de l’oubli. Si les morts
ont été enterrés selon les règles, avec une obole entre les
dents pour le péage, Charon les fait traverser dans sa barque.
A l’entrée des Enfers, Cerbère, un chien avec une crinière ou
une queue de serpents, et dont le nombre de têtes varie entre
trois et cinq selon les textes, empêche
tout mort d’en sortir. Plus loin, trois
juges, Minos, Eaque et Rhadamanthe,
assignent à résidence les morts dans les
diverses parties des Enfers.

On remarque également que les deux premières lettres de Pluton
sont les initiales de Persival Lowell.
Que savons-nous de Pluton ?
Données orbitales
La dernière colonne recense les données terrestres.
Excentricité 0,246 0,0167
Distance maximale au
Soleil
7 400 000 000 km =
49,5 ua
152 100 000 km
Distance minimale au
Soleil
4 425 000 000 km =
29,6 ua
147 100 000 km
Inclinaison de
l’orbite
17°10’ 0° par définition
Vitesse orbitale
moyenne
4,74 km/s 29,79 km/s
Période de révolution 247 ans 249 jours 365 jours 6 h 9 min
et 9,5 s
Une collision entre Neptune et Pluton ? Aucune chance !
A cause de la forte excentricité de l’orbite de Pluton,
entre le 21 janvier 1979 et le 11 février 1999, c’est Neptune
qui fut la planète la plus éloignée du système solaire. Ce
phénomène ne se reproduira pas avant septembre 2226.
En réalité, les orbites des deux planètes ne se croisent
jamais : lorsque Pluton est au plus près du Soleil
(périhélie), la planète est à 17°10’ en dessous de Neptune et
ceci à cause de la forte inclinaison de son orbite sur le plan
de l’écliptique. La plus courte distance entre les deux
planètes est 18 ua, soit 2,7 milliards de km. Sur les vues
suivantes, nous avons essayé de le montrer, mais la
perspective nous joue un mauvais tour. De plus, l'orbite de
Pluton est en résonance 2:3 avec celle de Neptune : cela
signifie que, lorsque Pluton effectue 2 révolutions, Neptune
en fait 3.
Vue de côté des deux orbites :

Orbite de Neptune Orbite de Pluton
Vue du dessus :
Autre vue :
Caractéristiques physiques
Diamètre équatorial 2 200 km 12 756 km
Aplatissement ? 0,0034
Masse 0,002*MT 5,98*1024 kg
Densité moyenne 2,03 5,52
Accélération de la pesanteur 0,29 m/s2 (0,03*g) 9,78 m/s2
Vitesse de libération 1,1 km/s 11,2 km/s
Période de rotation 6 jours 9 h 18 min 23h 56 min
04s
Inclinaison de l’équateur sur
l’orbite
118° 23°26’
Un couple exceptionnel
Pluton a un
satellite : Charon (le
passeur des Enfers à
qui il faut payer une
obole pour ne pas
devenir une âme
errante), découvert en