Abstract

L’instrument Alice de la sonde New Horizons de la NASA a observé une occultation solaire ultraviolette par l’atmosphère de Pluton le 14 juillet 2015. La transmission en fonction de l’altitude était sensible à la présence de N2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, et de la brume. Nous avons dérivé les abondances en ligne de mire et les densités numériques locales pour les 5 espèces moléculaires, ainsi que la profondeur optique en ligne de mire et les coefficients d’extinction pour la brume. Nous avons tiré les principales conclusions suivantes : (1) Nous avons confirmé que les températures de la haute atmosphère de Pluton étaient plus froides que prévu avant le survol de New Horizons, avec des températures atmosphériques supérieures proches de 65-68 K. Les taux d’échappement Jeans améliorés déduits étaient de (3-7) × 1022 N2 s-1 et (4-8) × 1025 CH4 s-1 à l’exobase (à un rayon de ∼ 2900 km, ou une altitude de ∼1710 km). (2) Nous avons mesuré les abondances de CH4 de 80 à 1200 km au-dessus de la surface. Une analyse conjointe des mesures de CH4 d’Alice et de N2 d’Alice et de REX impliquait une basse atmosphère très stable avec un petit coefficient de diffusion par remous, très probablement entre 550 et 4000 cm2 s-1. Un tel petit coefficient de diffusion par remous place l’homopause à moins de 12 km de la surface, donnant à Pluton une petite couche limite planétaire. Le rapport de mélange inféré de CH4 à la surface était ∼ 0,28-0,35%. (3) Les profils d’abondance des hydrocarbures ;C2Hx ; (C2H2, C2H4, C2H6) n’étaient pas simplement exponentiels avec l’altitude. Nous avons détecté des maxima locaux dans l’abondance en visibilité directe près de 410 km d’altitude pour C2H4, près de 320 km pour C2H2, et un point d’inflexion ou la suggestion d’un maximum local à 260 km pour C2H6. Nous avons également détecté des minima locaux près de 200 km d’altitude pour C2H4, près de 170 km pour C2H2, et un point d’inflexion ou un minimum près de 170-200 km pour C2H6. Ces résultats se comparent favorablement aux modèles de production d’hydrocarbures près de 300-400 km et de condensation de la brume près de 200 km, en particulier pour C2H2 et C2H4 (Wong et al., 2017). (4) Nous avons trouvé une brume qui avait un coefficient d’extinction approximativement proportionnel à la densité de N2.