Pluton, Charon, et Triton

[Guy l'Éclair]

Pluto est le nom du chien à Goofy et vous avez peut-être remarqué que le "Coeur" de Pluton a l'air de la tête de Goofy!

 

Même avec les 15 minutes de gloire de New Horizons, Pluton et Charon présentent des questions épineuses.

 

Pluton a été suggéré d'être une lune échappée de Neptune par Lyttleton en 1936 et Kuiper en 1956 et 1957 parce qu'elles avaient des orbites chevauchantes (Hartmann, 1983). Kuiper a spéculé que Pluton s'échappée quand la protoplanète neptunienne perdait une atmosphère massive et étendue, réduisant sa masse et donc faisait Pluton s'éloigné jusqu'à ce qu'elle ait été perdue. Christy et Harrington en 1978 et Farinella et el en 1979 ont proposé qu'une collision massive ou une capture de Triton par Neptune aurait pu éjecté une paire fragment-lune. Hartmann ajoute que les interactions entre lunes auraient pu aussi éjecté Pluton, et le fait que Pluton aille sa propre lune n'exclut pas une origine dans le système neptunien.

 

Harrington et Van Flandern (1979) ont donné des détails sur ce scénario. Il implique étroitement et directement Triton parce qu'elle a une orbite rétrograde et fortement incliné (157 dégrés) mais circulaire, et donc on pense qu'elle a été capturé par Neptune, cependant, ils ont soutenu que la gravité serait trop faible pour ça, une collision avec une autre lune aurait laissé des preuves, et la capture de traînée aurait causé l'orbite de Triton à se délabrer en peu de temps, l'envoyant sur Neptune, et qu'à place, une planète passante de 2-5 masses terrestres ( le calcul de 5 masses terrestres pour chacune des planètes manquantes les plus éloignées qui ont éxplosées est pas loin du calcul de 7 minimum pour la masse d'isolement de Basri et Brown) a dérouté le système lunaire neptunien. Un des calculs qu'ils ont fait a abouti à la situation présente: Triton et Néréide (qui a aussi une orbite excentrique (.75) et incliné (27.6 dégrés), mais est prograde et est aussi considéré comme une lune capté), les 2 lunes les plus éloignées connues à l'époque (plusieurs autres lunes capturées ont depuis été trouvées), toujours en orbite autour de Neptune, avec Pluton et Charon ayant échappées dans des orbites traversant celle de Neptune. Si Charon a été retiré brusquement dans la même direction générale et avec la même vitesse que Pluton (quelque chose un tel corps aurait tendance à faire) elle deviendrait de manière permanente attachée à Pluton parce qu'elle partirait nécessairement de l'intérieur de la sphère d'influence de Pluton. Les ressemblances dans la taille, la densité, la composition superficielle, et la température entre Pluton et Triton pourraient indiquer une origine semblable.

 

Farinella et al (1980) prétendent que l'exclusion par Harrington et Van Flandern du mécanisme de capture est basé sur une déduction incorrecte de l'analyse de 1966 de McCord sur la décrépitude de marée de l'orbite de Triton et que beaucoup de résultats récents montrent que des captures lunaires sont possibles et que dans le cas de Triton plusieurs arguments appuient cette interprétation.

 

Stern, McKinnon, et Lunine (Cruikshank, 1999) spéculent qu'un assez grand OCK a heurté Pluton créant Charon, qui explique aussi hypothétiquement la haute inclinaison de Pluton et maintiennent que Triton était un OCK qui a été capturé par Neptune. Goldreich et ses collègues en 1989 ont maintenu aussi que Triton était un OCK et proposent le scénario très imaginaire que quand elle a rencontré Neptune elle est entré en collision avec une de ses lunes, la fracassant en morceaux, mais, bien sûr, si ça est vraiment arrivé il y aurait eu des débris. La distance entre l'anneau le plus éloigné de Neptune, Adams, et Triton est environ 325,000 kms. McKinnon a co-écrit plusieurs autre articles en faveur de la théorie de capture et il y avait même un débat dans Sky and Telescope entre lui et Van Flandern en 1999 appelé "Worlds Apart". Cruikshank dit que la résonance 3:2 entre Pluton-Charon et Neptune complique sérieusement l'hypothèse d'éjection parce qu'il indique que les 2 systèmes ne pourraient jamais avoir été proches même si leurs orbites se chevauchent.

 

Fox (2006) souligne des problèmes avec l'idée, promue par quelques astronomes, d'une quasi-collision entre Pluton et Triton, comme explication des anomalies orbitales de Triton. Après l'éjection du système lunaire, c'est très peu probable que Pluton aurait capté Charon. Les calculs montrent qu'il ne semble pas possible que Pluton ait été éjectée du système lunaire neptunien sans être éjectée du système solaire aussi. Et des calculs récents de l'historique orbitale de Pluton indiquent qu'elle aurait pu une fois avoir eu une orbite plus circulaire, fait qu'elle ne croisait pas l'orbite de Neptune.

 

Agnor et Hamilton (2006 ) disent que les scénarios de capture précédents pour Triton ont tous des goulots d'étranglement qui les rendent douteux. Ils invoquent la traînée aérodynamique dans un disque à gaz ou une collision avec une lune régulière préexistante de Neptune. Ils indiquent que pour la traînée aérodynamique, la capture doit être soigneusement prévue, arrivant pendant la durée de vie du disque à gaz -- de l'ordre d'env. 1 mln. d'années -- et juste avant la dispersion du disque pour éviter que la décrépitude orbitale continue vers la planète, et cette capture de collision exige un événement très peu probable. La probabilité d'entrer en collision avec une seule lune régulière étant donnée une rencontre est basse, exigeant des approches nombreuses avec Neptune pour faire l'évenement d'une seule collision raisonnable. Aussi, la lune en collision doit être assez grande pour être capturer mais pas si grande qu'elle soit délabrée de façon catastrophique. Ils déclarent en plus qu'un examen de ces modèles favorise légèrement la capture de collision, mais que clairement les deux mécanismes exigent des conditions spéciales, celles principalement disponibles pendant la formation de Neptune pour fonctionner, tandis que la capture gravitationnelle d'un composant binaire offre des avantages significatifs. Comme avec les modèles précédents, la capture peut être réalisée pour des conditions dominantes pendant la formation de Neptune.

 

Cependant, la capture pourrait aussi arriver plus tard comme des rencontres entre Neptune et le matériel d'un disque à gaz extérieur aurait conduit la migration extérieure de la planète. Aussi, la capture d'échange est douce et brève pour Triton, et ne fait pas l'assoujetire concomitemmant à la perte à travers la pertubation collisionnelle ou le délabrement orbital continu. Dépendant des caractéristiques binaires, Triton peut être capturé à une vaste gamme d'orbites lunaires, y compris ceux étroitement attachés à Neptune, faisant la capture d'échange binaire consonne avec beaucoup d'historiques orbitaux plausibles différentes pour Triton et les voies évolutionnaires du système lunaire de Neptune. En notant la chance additionnelle de 50 % pour sécuriser Triton du binaire, les chances que cette seule rencontre binaire-Neptune aboutira à la capture de Triton est au moins 1/8. Étant donné la limite inférieure de 11 % observée pour la fréquence de binaires OCK et les contraintes faibles sur les caractéristiques binaires requis, Agnor et Hamilton trouvent que l'échange de capture est beaucoup plus probable, donc ils proposent un échange gravitationnel dans lequel Triton faisait partie d'un binaire OCK qui a rencontré Neptune dans une approche serée et a perdu son partenaire. Bien sûr, la question reste: qu'est-ce qu'il est arrivé au partenaire?

 

Donc ça reste un mystère enveloppé dans un énigme emballé dans une devinette.