Les scientifiques ont longtemps supposé qu’il existait une forme d’eau sur certaines planètes de notre système solaire, mais aucune preuve n’avait pu être trouvée jusqu’à aujourd’hui.  Une étude a permis de mettre au point de nouvelles suggestions sur le fonctionnement de ces planètes.

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Une glace superionique

Afin de créer ce phénomène, l’équipe de scientifiques a d’abord compressé de l’eau pour en faire une glace cristalline cubique ultra-résistante. Ils ont appliqué des cellules d’enclume de diamant avec une pression 25 000 fois la pression atmosphérique de la Terre (2,5 gigapascals (GPa) de pression), ensuite des faisceaux laser sont appliqués afin d’atteindre une pression de 2 millions atmosphères terrestres.

Chaque structure de glace a alors reçu jusqu’à six faisceaux laser de plus de 100 fois cette haute pression.

Le magazine Seeker explique que la glace superionique se forme quand les atomes d’oxygène sont bloqués dans une structure cristalline, mais que les ions d’hydrogène se déplacent ce qui rend cette glace à la fois liquide et solide, de quoi rappeler la texture de la lave. En d’autres termes, c’est un fluide d’ions d’hydrogène qui traverse un réseau d’oxygène.

Une simulation informatique montrant des atomes d’hydrogène couler comme un liquide entre un réseau d’oxygène dans une glace superionique. S. Hamel/M. Millot/J.Wickboldt/LLNL/NIF.

Une analyse rapide, mais prometteuse

Une fois que l’équipe a enfin pu créer la glace superionique, il fallait effectuer très rapidement son analyse, car en moins de 10 à 20 nanosecondes les ondes libèrent la pression et l’eau se dissout à nouveau. Les résultats ont mis en évidence que cette glace fond à une température extrême, de plus de 4 725°C, et une pression de 200 GPa.  La surface du Soleil est d’environ 5 500°C.

Raymond Jeanloz de l’Université Berkeley de Californie, coauteur de l’étude -avec la participation du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) en Californie et l’Université de Rochester à New York- a déclaré dans un communiqué que cette expérience montre bel et bien qu’il y aurait de l’eau gelée à des milliers de degrés à l’intérieur des planètes gigantesques.

Les résultats de cette étude viennent compléter ceux d’une recherche antérieure qui a suggéré l’existence de transferts de chaleur entièrement fluides à l’intérieur des grandes planètes. Les nouvelles conclusions soupçonnent la présence d’une couche mince de fluides ainsi qu’un manteau de glace superionique.

Cette nouvelle image des planètes comme Uranus ou Neptune confirme aussi une certaine simulation informatique datant d’une dizaine d’années, qui propose une théorie sur les champs magnétiques de ces deux planètes.

À noter que celui d’Uranus est incliné de 59° par rapport à son axe, et celui de Neptune à environ 47°, comparés à celui de la Terre qui lui est de 11°.

En attendant d’avoir la possibilité de se rapprocher encore plus de ces deux planètes, chose qui ne sera possible que dans une dizaine d’années comme l’annonce la NASA, les chercheurs continuent à approfondir leurs études.

 


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