Des scientifiques ont utilisé des simulations informatiques complexes pour découvrir ce qui se cache sous la surface glacée de Neptune. Ils ont découvert un composé rare qui nous permet de mieux comprendre l’évolution des géantes gazeuses.
Les simulations suggèrent qu’un composé peu connu, appelé hémihydrate d’ammoniac, se cache à l’intérieur de Neptune, un composé créé lorsque de l’eau gelée et de l’ammoniac se mélangent. Cette découverte pourrait s’avérer précieuse pour l’étude future de cette planète et d’autres semblables.
Grâce à ces connaissances, les chercheurs de l’université d’Édimbourg, au Royaume-Uni, suggèrent que nous pouvons avoir une meilleure idée de l’évolution des géants de glace comme Neptune et Uranus et nous aider à repérer d’autres planètes similaires en dehors de notre système solaire.
“Cette étude nous aide à mieux prévoir ce qui se trouve à l’intérieur des planètes glacées comme Neptune”, explique l’un des membres de l’équipe, Andreas Hermann. “Nos résultats suggèrent que l’hémihydrate d’ammoniac pourrait être un composant important du manteau des géantes de glace, et contribueront à améliorer notre compréhension de ces mondes glacés.”
Pour l’instant, il n’est pas possible d’envoyer une sonde à la surface de Neptune, et reproduire les très basses températures et les hautes pressions de la planète dans un laboratoire ici sur Terre n’est pas beaucoup plus facile.
Neptune a une température moyenne plutôt froide de -214 degrés Celsius (-353 degrés Fahrenheit), principalement parce qu’elle reçoit très peu de lumière solaire. Elle connaît également certaines des conditions météorologiques les plus spectaculaires du système solaire, avec des vents soufflant à une vitesse de 2 200 kilomètres par heure (1 370 miles par heure).
En l’absence de sondes ou d’un mini-Neptune dans un laboratoire, les scientifiques peuvent se tourner vers des simulations informatiques, des algorithmes basés sur des expériences mesurées ici sur Terre.
En partant de ce que nous savons déjà du manteau de Neptune, à savoir qu’il contient de grandes quantités d’eau, de méthane et d’ammoniac, les chercheurs ont fait leurs calculs pour déterminer que de l’hémihydrate d’ammoniac se forme.
Ils se sont basés sur les réactions chimiques en cours et les pressions élevées auxquelles elles seraient soumises.
Neptune n’a pas de “surface” au sens où nous l’entendons : à la place, il y a le manteau, une couche visqueuse d’eau et de glace. Les astronomes ont fixé le niveau de la “surface” au point où la pression est la même qu’au niveau de la mer sur Terre, soit environ 1 bar.
Si vous vous teniez sur cette “surface”, vous vous enfonceriez dans ses profondeurs gazeuses, et c’est cette zone du manteau que les chercheurs à l’origine de cette étude ont examinée.
Au fur et à mesure que vous descendez, les températures et les pressions commencent à augmenter très rapidement.
L’année dernière, les scientifiques ont utilisé des algorithmes informatiques pour examiner plus en profondeur le noyau de planètes comme Neptune, et ont trouvé des preuves de la présence d’acide carbonique et d’un composé extrêmement rare d’hydrogène moléculaire et de méthane dans les profondeurs de l’atmosphère.
Les conditions sur Neptune étant très différentes de celles de la Terre, les produits chimiques et les composés rares ici pourraient bien être monnaie courante sur la géante glacée.
Nous pouvons maintenant ajouter l’hémihydrate d’ammoniac au mélange de matériaux que nous trouverons probablement sur Neptune, si nous nous y rendons un jour – peut-être qu’un jour les simulations informatiques deviendront si bonnes et si précises que nous n’en aurons plus besoin.
“Les modèles informatiques sont un outil formidable pour étudier ces endroits extrêmes, et nous nous appuyons maintenant sur cette étude pour obtenir une image encore plus complète de ce qui s’y passe”, explique M. Hermann.
Les travaux de recherche ont été publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.