Uranus et Neptune cachent une composition surprenante

Uranus Neptune
Uranus brille dans sa coquille d'anneaux brillants sur cette image du télescope spatial James Webb. Crédits : NASA, ESA, CSA, STScI

Une nouvelle étude remet en question notre compréhension d’Uranus et Neptune, les géantes de glace du Système solaire. Alors qu’il était généralement admis que ces planètes étaient principalement composées d’eau gelée, une recherche récente suggère qu’elles pourraient en réalité contenir d’importantes quantités de glace de méthane. Ces résultats pourraient avoir des implications majeures pour notre compréhension de la formation et de l’évolution de ces mondes glacés.

Repenser la composition des géantes de glace

Les astronomes se sont longtemps appuyés sur des modèles théoriques pour comprendre la composition interne d’Uranus et de Neptune, car seuls quelques engins spatiaux, notamment Voyager 2 dans les années 1980, les ont survolés.

Ces modèles ont généralement supposé que ces planètes étaient principalement constituées d’eau, d’hydrogène et d’hélium, avec un noyau rocheux central. Cependant, une équipe de chercheurs dirigée par Uri Malamud, planétologue au Technion – Institut israélien de technologie, remet en question ces idées en examinant le rôle potentiel du méthane dans la composition de ces planètes. Notez que si le méthane est un gaz naturellement présent dans l’atmosphère terrestre, il peut également se trouver sous forme de glace dans les environnements froids.

Dans le cadre de ces travaux, les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques pour explorer différentes compositions possibles pour les géantes de glace, en tenant compte de la présence de méthane. Leurs résultats suggèrent que cet élément pourrait en réalité constituer jusqu’à 10 % de la masse de ces planètes, formant une couche épaisse entre l’enveloppe d’hydrogène-hélium et la couche d’eau.

Uranus Neptune
Les images en couleurs « vraies » montrent les teintes réelles estimées de ces deux planètes du Système solaire. Uranus est à gauche tandis que Neptune est à droite. Crédits : Patrick Irwin

Le rôle crucial du méthane

Cette découverte pourrait résoudre un paradoxe sur la formation des géantes de glace. Alors que les planètes en croissance ont accrété des objets glacés appelés planétésimaux, il semblait improbable qu’elles puissent devenir principalement composées d’eau si ces objets étaient riches en carbone plutôt qu’en glace. Cependant, les réactions chimiques entre l’hydrogène des planètes en croissance et le carbone des planétésimaux pourraient avoir conduit à la formation de glace de méthane, expliquant ainsi la composition observée des géantes de glace.

Bien que ces résultats fournissent une meilleure compréhension des processus de formation planétaire, leur vérification directe pourrait être compliquée. Les conditions extrêmes présentes à l’intérieur d’Uranus et de Neptune rendent en effet difficile l’étude de leur composition interne. Cependant, ces résultats pourraient influencer la conception de futures missions d’exploration spatiale visant à étudier ces planètes peu comprises.

En fin de compte, cette étude souligne l’importance de continuer à explorer et à étudier les planètes de notre Système solaire pour mieux comprendre leur histoire et leur évolution. Avec leur composition mystérieuse et leurs caractéristiques uniques, les géantes de glace continuent de fasciner les astronomes et de susciter de nouvelles questions sur la nature de notre Univers.