Laurent tourelle
Une quantité considérable de méthane pourrait se trouver dans les couches les plus profondes de la planète Uranus. Les astronomes qui étudient Uranus de plus près suggèrent qu’elle pourrait contenir beaucoup plus de méthane que nous ne le pensions auparavant. Uranus et Neptune sont souvent décrites comme des géantes de glace, car les scientifiques pensent qu’elles sont principalement constituées de matériaux « glacés », comme l’eau, le méthane et l’ammoniac, entourant un noyau rocheux chaud.
Une des raisons pour lesquelles les astrophysiciens pensent cela est que ces planètes se seraient formées dans une région de la nébuleuse proto-planétaire primitive où ces matériaux étaient abondants, d’où l’attente d’une grande quantité d’eau et de glace.
Le nouvel article, qui n’a pas encore été publié ni révisé, explique :
« Les premiers modèles d’Uranus et de Neptune ont été basés sur l’idée qu’ils se sont formés dans les parties externes d’une nébuleuse proto-planétaire primitive, où les abondances élémentaires étaient considérées comme étant similaires à celles du Soleil. Ainsi, en supposant un équilibre chimique, les premières études ont utilisé des calculs d’abondances moléculaires relatives pour estimer la composition potentielle des planètes formées dans cette région. »
Uranus a reçu peu d’attention de la part de la NASA et n’a été visité qu’une seule fois par la sonde Voyager 2.
Cette sonde a également exploré Neptune, fournissant des observations beaucoup plus détaillées des deux planètes que celles que nous pouvons obtenir depuis la Terre ou à partir de satellites proches de la Terre. Lorsque les modèles théoriques d’Uranus et de Neptune ont été comparés à nos observations limitées, ils se sont avérés être en accord avec ce que nous avons pu voir de près.
Cependant, malgré cette correspondance, un petit mystère subsistait.
Les objets de la ceinture de Kuiper, similaires à ceux à partir desquels Uranus et Neptune se sont formés, sont riches en matériaux réfractaires mais pauvres en eau. Cela suggère que les planètes géantes de glace devraient contenir plus de matériaux réfractaires que de matériaux formant de la glace. Alors, pourquoi les modèles antérieurs collent-ils avec nos observations ?
L’équipe de recherche a avancé deux options : soit des éléments constitutifs initialement pauvres en glace peuvent évoluer, via certains processus, vers des planètes riches en glace, soit nous avons besoin d’un nouveau modèle où les planètes possèdent un intérieur plus rocheux que ce que nous pensions.
L’équipe a créé des centaines de milliers de modèles de planètes en variant les compositions chimiques dans les conditions initiales jusqu’à ce que des planètes présentant des masses et des structures similaires à celles d’Uranus et de Neptune émergent.
Ils ont découvert que les modèles les plus appropriés avaient un intérieur contenant au moins 10 % de méthane, et plus de 20 % dans les modèles avec une fraction importante d’eau par rapport à la roche. Dans ces modèles, le méthane pourrait être plus abondant que l’eau à l’intérieur des planètes.
L’équipe a expliqué :
« C’est un défi car le CH 4 n’est généralement pas très courant dans le système solaire contemporain et constitue normalement une fraction très minime par rapport à l’eau. Nous suggérons que les objets riches en matières organiques réfractaires sont suffisamment présents dans les corps de la ceinture de Kuiper externe pour provoquer des réactions chimiques dans les atmosphères d’Uranus et de Neptune, qui, au cours de la phase de formation de la planète, pourraient produire le méthane requis. »
Il est probable que l’épaisse couche de méthane se soit formée lors de réactions chimiques déclenchées par des collisions entre la planète en formation et des corps riches en carbone, où le carbone a réagi avec l’hydrogène sous des conditions de chaleur et de pression intense.
Ce modèle expliquerait en partie comment une planète riche en glace a pu se former dans une région de notre système solaire où les objets sont pauvres en eau. Bien que ces modèles semblent appropriés, nous avons besoin de plus d’observations des géantes pour mieux comprendre leur composition.
L’article est publié sur arXiv .
