Samere Fahim Photographie/Getty Images
Neptune et Uranus, les septième et huitième planètes du Soleil, partagent de nombreux traits typiques des géantes de glace. Bien que Neptune apparaisse plus bleue et Uranus un cyan pâle, ils mesurent tous deux un peu plus de 30 000 miles (≈50 000 km) de diamètre et pèsent à peu près le même poids :Neptune à 1,024 × 10 ^ 26 kg (≈17 × Terre) et Uranus à 8,682 × 10 ^ 25 kg (≈14 × Terre). Leurs hautes atmosphères sont dominées par l'hydrogène, l'hélium et le méthane.
Des recherches récentes suggèrent que ces mondes lointains pourraient abriter des océans colossaux qui éclipseraient les fosses les plus profondes de la Terre, offrant ainsi une nouvelle perspective sur la science planétaire.
Les océans de la Terre couvrent environ 70 % de sa surface, mais seulement 26,1 % des fonds marins ont été cartographiés (Nippon Foundation-Gebco, juin 2024). Le Challenger Deep dans le Pacifique atteint 35 876 pieds (≈6,8 mi). Même si la vie dans ces environnements extrêmes reste encore un mystère, les profondeurs de Neptune et d'Uranus pourraient être bien plus grandes.
Buradaki/Getty Images
Dans une étude publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences , le planétologue BurkhardMilitzer (UC Berkeley) a utilisé des simulations de dynamique moléculaire pour montrer qu'Uranus et Neptune contiennent probablement des couches riches en eau d'environ 5 000 milles de profondeur, soit environ 715 fois plus profondes que le Challenger Deep de la Terre. Les simulations, impliquant 540 atomes, révèlent que la haute pression sépare l'intérieur en une couche supérieure riche en eau et une couche inférieure dominée par les hydrocarbures.
Avec seuls les survols de Voyager2 de 1986 fournissant des données détaillées, cette découverte ajoute une pièce vitale au puzzle des planètes extérieures.
buradaki/Shutterstock
Voyager2 a découvert que le champ magnétique d’Uranus est incliné de 59° par rapport à son axe de rotation et décalé par rapport au noyau d’environ un tiers de son rayon – il n’y a pas de champ dipolaire comme celui de la Terre. Le champ de Neptune est incliné de 47° et déplacé de la même manière. Cela contraste avec la Terre, où la convection dans un noyau de fer-nickel en fusion génère un dipôle aligné à environ 10-11° de l'axe de rotation.
L'absence de dipôle sur Uranus et Neptune suggère que leurs couches internes ne se convecent pas ou ne se mélangent pas comme sur les planètes telluriques, un mystère que le modèle en couches de Militzer aide à expliquer.
buradaki/Shutterstock
Les simulations précédentes de Militzer avec 100 atomes n’avaient pas réussi à produire des couches distinctes. Le dernier modèle de 540 atomes montre désormais une séparation claire :une couche supérieure riche en eau de 5 000 milles, une couche inférieure riche en hydrocarbures de 5 000 milles et un noyau dense :de la taille de Mercure pour Uranus et de la taille de Mars pour Neptune.
Cette structure confirme l'absence de dipôle magnétique et fait allusion à la dynamique interne complexe des géantes de glace.
Mikadun/Shutterstock
Ces océans de 5 000 milles existent sous des pressions environ 60 000 fois supérieures à la pression de surface de la Terre, formant des fluides supercritiques, des gaz à haute pression qui se comportent à la fois comme des liquides et des gaz. Bien que leur composition diffère de celle de l'eau terrestre, leur profondeur et leur densité les rendent aussi fascinantes que n'importe quel océan terrestre.
Sous les couches d’eau supercritique se trouvent les strates riches en hydrocarbures, qui à leur tour reposent au sommet du noyau de la planète. Ensemble, ils dressent un tableau d'intérieurs complexes et superposés qui restent largement inexplorés.