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Voguant aux confins du système solaire, à une distance variant entre 4 et 7 milliards de kilomètres de la Terre, la planète Pluton reste un objet mystérieux. D'un diamètre de 2 300 km, cet astre n'a jamais encore été approché par une sonde spatiale, et le peu que l'on sait de lui provient des observations faites depuis la Terre. 
En particulier celles concernant son satellite, Charon, découvert seulement en 1978 et dont le diamètre est de 1 200 km.
Diverses hypothèses ont été formulées pour expliquer la formation de cette lune imposante. L'astrophysicienne américaine Robin Canup, de la division des sciences géologiques et planétaires (California Institute of Technology, Pasadena), vient d'effectuer des simulations qui suggèrent que Charon serait né de l'impact sur Pluton d'un énorme corps céleste de 1 600 à 2 000 km de diamètre. "Il semble probable que la collision ait créé un satellite intact, bien qu'il soit aussi possible qu'elle ait produit des débris qui ont ensuite formé un disque de poussières autour de Pluton. Celui-ci se serait ensuite aggloméré pour créer Charon", explique Robin Canup dans la revue Science du 28 janvier.
Cette chercheuse n'en est pas à son coup d'essai. Elle a déjà formulé, en 1997, une hypothèse similaire concernant la formation de la Lune à partir du choc brutal d'un très gros astéroïde avec la Terre (Le Mondedu 3 novembre 1997). A ce jour, ajoute l'astrophysicienne, "la viabilité de ce mode d'origine a seulement été démontrée pour le couple Terre-Lune". Bien que les impacts géants aient été très fréquents à l'aube du système solaire (les cratères qui parsèment la Lune en témoignent), "leur rôle concernant les planètes gazeuses et la ceinture de Kuiper est plus incertain".
INFLUENCE DE NEPTUNE
Car le système solaire ne s'arrête pas brutalement après Neptune et Pluton. Au-delà des orbites de ces planètes on trouve un anneau de petits objets : la ceinture de Kuiper. Il s'agit du reliquat de la naissance du système solaire, il y a 4,5 milliards d'années, constitué en majorité d'un immense réservoir de comètes à courte période (moins de 200 ans et une durée de vie comprise entre 100 000 et 1 million d'années) et d'astres glacés d'une taille beaucoup plus importante, les KBOs (Kuiper Belt Objects).
L'existence de ces gros objets dans la ceinture de Kuiper a été pressentie dès les années 1930. Le premier n'a été découvert qu'en 1992, par les astronomes américains David Jewitt et Jane Luu. Depuis cette date, environ cinq cents d'entre eux ont été répertoriés, dont certains ont un diamètre supérieur à 1 000 km.
Pluton et son satellite sont, à l'heure actuelle, considérés comme des objets de Kuiper contenant tous deux une forte proportion de glaces. Néanmoins, "Pluton reste officiellement la neuvième planète du système solaire", explique Alessandro Morbidelli (CNRS, observatoire de la Côte d'Azur), spécialiste de la dynamique des objets transneptuniens.
"L'hypothèse de Robin Canup est tout à fait vraisemblable, précise Alessandro Morbidelli. On pourrait envisager que Pluton se soit divisé en deux lors d'une rencontre brutale avec Neptune." C'est une des hypothèses de la naissance de Charon. Mais il se pourrait aussi que le satellite de Neptune ait été créé par les forces de marée d'un corps céleste voisin de taille importante. Ces forces auraient alors "déchiré Neptune pour en faire un objet binaire", estime l'astronome.
Pour l'astronome Emmanuel Lellouch (observatoire de Meudon), "l'idée de l'impact n'est pas récente. On pense depuis quinze ans que c'est le mécanisme le plus probable, car Neptune n'a pas la force de gravité nécessaire pour capter un aussi gros satellite que Charon. Mais c'est la première fois que cette hypothèse est modélisée. Robin Canup montre en effet que l'on peut créer un satellite dont la masse est environ le dixième de la masse du corps primaire." Alors que dans le cas du couple Terre-Lune la proportion est de 1/100e.
La collision créatrice de Charon a pu se produire car au fil du temps Pluton a bougé sur son orbite en raison de l'influence gravitationnelle de Neptune. Cette dernière a modifié sa course autour du Soleil. Au même moment, un autre objet de la ceinture de Kuiper a dévié de sa course, également sous l'influence de Neptune. Ainsi les deux objets, alors placés sur des trajectoires voisines, se sont violemment heurtés.
Aujourd'hui, Pluton est installé sur une orbite largement stabilisée par la présence de Neptune. Leurs trajectoires se croisent "mais de telle manière que Pluton n'est jamais proche de Neptune", rappelle Emmanuel Lellouch.
La mission New Horizons Pluto Kuiper Belt Flyby, de la NASA, qui devrait être lancée en janvier 2006, doit survoler Pluton en 2015. Ce qui devrait permettre d'en savoir plus sur cet astre, sa lune et ces zones lointaines, glacées et mal connues du système solaire.
Christiane Galus
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