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De véritables “pluies de diamants” tombent sur Uranus et Neptune

Crédits : iStock

Oubliez Jupiter et Saturne, privilégiez plutôt Uranus et Neptune ! Une étude suggère que les profondeurs de ces géants de glace permettent la formation de pluies de diamants. Ceux-ci pourraient mettre plusieurs milliers d’années avant d’atteindre la surface.

Lors d’une expérience récente visant à imiter les conditions profondes qui règnent à l’intérieur des planètes géantes glacées de notre système, des chercheurs ont pu observer pour la première fois une « pluie de diamants » se former dans des conditions de haute pression. Une pression extrêmement élevée contraint en effet l’hydrogène et le carbone à former des diamants solides.

On avait longtemps supposé que ces « précipitations étincelantes » survenaient à plus de 8 000 kilomètres sous la surface d’Uranus et Neptune, les deux « glacées » de notre système. Les intérieurs de ces deux planètes sont semblables : tous deux contiennent des noyaux solides entourés d’une sorte de boue dense composée de différentes glaces. Une planète « glacée » désigne ici des molécules d’hydrogène reliées à des éléments plus légers, tels que le carbone, l’oxygène et/ou l’azote. En simulant l’environnement retrouvé à l’intérieur de ces deux géantes, les chercheurs ont ainsi pu constater que presque tous les atomes de carbone étaient incorporés dans de petites structures de diamants pouvant aller jusqu’à quelques nanomètres de largeur. Sur Uranus et Neptune, les auteurs de l’étude prédisent que les diamants pourraient être beaucoup plus importants, pouvant peser jusqu’à plusieurs millions de carats. L’étude suggère également que ces diamants tombent sur plusieurs milliers d’années à travers les différentes couches de glace et finissent par s’assembler en une épaisse couche autour du noyau.

Des expériences antérieures visant à recréer les pluies de diamants dans des conditions similaires n’ont pas été en mesure de capturer des mesures en temps réel en raison du fait que ces minuscules diamants se forment très rapidement en laboratoire (quelques femtosecondes ou quadrillions de seconde). De nouveaux instruments ont ici permis aux scientifiques de mesurer directement les réactions chimiques. Ils ont utilisé pour cela un laser optique très puissant pour créer deux chocs dans du plastique en s’aidant d’une combinaison parfaite de température et de pression. Le premier choc était plus petit et lent puis suivi d’un second choc plus puissant permettant une montée en pression et l’apparition de diamants au moment où ces chocs se superposent. Les résultats présentés dans cette expérience rapportent la première observation sans ambiguïté de la formation de diamants à haute pression concordant avec les prédictions théoriques sur les conditions dans lesquelles ces précipitations peuvent se former dans les géantes glacées.

Lorsque les astronomes observent les exoplanètes, ces derniers sont capables de mesurer deux traits principaux : la masse (mesurée par l’oscillation des étoiles) et le rayon (observé de l’ombre lorsque la planète passe devant une étoile). La relation entre les deux est utilisée pour classer une planète et vise à déterminer si celle-ci peut être composée d’éléments plus lourds ou plus légers.

La relation entre la masse et le rayon informe également les astronomes sur la chimie qui s’opère sur place, mais ces informations sont limitées. Cette présente étude analyse la façon dont les éléments se mélangent et s’accumulent sous la pression à l’intérieur d’une planète et pourrait bien changer la donne quant à la façon dont les scientifiques calculent la relation entre la masse et le rayon. Cela permettrait ainsi de modeler et classer les planètes individuelles avec beaucoup plus de précision.

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