Uranus and Neptune might be rock giants
ANote de la rédaction
Crédit : Unsplash/CC0 Domaine public
Une équipe de chercheurs de l'Université de Zurich et du NCCR PlanetS remet en question notre compréhension de la composition interne des planètes du système solaire. Uranus et Neptune, les deux planètes les plus éloignées, seraient en réalité plus rocheuses et moins glacées qu'on ne le pensait.
On classe généralement les planètes du système solaire en trois catégories selon leur composition : les quatre planètes telluriques (Mercure, Vénus, la Terre et Mars), suivies des deux géantes gazeuses (Jupiter et Saturne), et enfin des deux géantes de glace (Uranus et Neptune). D'après les travaux de l'équipe scientifique de l'UZH, Uranus et Neptune seraient en fait plus rocheuses que glacées.
Publiée dans Astronomy & Astrophysics, la nouvelle étude ne se prononce pas sur la nature des deux planètes bleues, riches en eau ou en roches, mais remet en question l'idée qu'une composition riche en glace soit la seule possible. Cette interprétation est également cohérente avec la découverte que la planète naine Pluton est principalement composée de roches.
L'équipe a développé une méthode de simulation unique pour l'intérieur d'Uranus et de Neptune. « La classification en géantes de glace est trop simpliste, car Uranus et Neptune sont encore mal connues », explique Luca Morf, doctorant à l'Université de Zurich et principal auteur de l'étude. « Les modèles physiques étaient trop basés sur des hypothèses, tandis que les modèles empiriques étaient trop simplistes. Nous avons combiné les deux approches pour obtenir des modèles d'intérieur à la fois "agnostiques" (ou non biaisés) et physiquement cohérents. »
Pour ce faire, les chercheurs partent d'un profil de densité aléatoire pour l'intérieur de la planète. Ils calculent ensuite le champ gravitationnel planétaire compatible avec les données d'observation et en déduisent une composition possible. Enfin, le processus est répété afin d'obtenir la meilleure adéquation possible entre les modèles et les données d'observation.
Un tout nouveau champ des possibles
Grâce à leur nouveau modèle agnostique, mais pleinement physique, l'équipe de l'Université de Zurich a découvert que la composition interne potentielle des « géantes de glace » de notre système solaire ne se limite pas à la glace (généralement représentée par l'eau).
« C'est une hypothèse que nous avions formulée il y a près de 15 ans, et nous disposons désormais du cadre numérique nécessaire pour la démontrer », révèle Ravit Helled, professeur à l'Université de Zurich et initiateur du projet. Ce nouvel éventail de compositions internes montre que ces deux planètes peuvent être riches en eau ou en roches.
L'étude apporte également un nouvel éclairage sur les champs magnétiques énigmatiques d'Uranus et de Neptune. Alors que la Terre possède des pôles magnétiques nord et sud bien distincts, les champs magnétiques d'Uranus et de Neptune sont plus complexes et présentent plus de deux pôles.
« Nos modèles comportent des couches d’eau ionique qui génèrent des dynamos magnétiques à des endroits expliquant les champs magnétiques non dipolaires observés. Nous avons également constaté que le champ magnétique d’Uranus prend naissance plus profondément que celui de Neptune », explique Helled.
La nécessité de nouvelles missions spatiales
Bien que les résultats soient prometteurs, certaines incertitudes persistent. « L’une des principales difficultés réside dans le fait que les physiciens comprennent encore mal le comportement des matériaux soumis aux conditions extrêmes de pression et de température qui règnent au cœur d’une planète. Cela pourrait influencer nos résultats », explique Luca Morf, qui prévoit d’enrichir les modèles à l’avenir.
Malgré ces incertitudes, ces nouveaux résultats ouvrent la voie à de nouveaux scénarios potentiels de composition interne, remettant en question des hypothèses établies depuis des décennies et orientant les futures recherches en science des matériaux appliquées aux conditions planétaires. « Uranus et Neptune pourraient être des géantes rocheuses ou des géantes de glace, selon les hypothèses du modèle. Les données actuelles sont insuffisantes pour les distinguer, et nous avons donc besoin de missions dédiées vers Uranus et Neptune pour révéler leur véritable nature », conclut H.
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RESUME
Uranus et Neptune : des géantes rocheuses ?
Uranus et Neptune pourraient avoir des intérieurs plus riches en roches et plus pauvres en glace qu’on ne le pensait, remettant en question leur classification traditionnelle de géantes de glace. De nouvelles modélisations suggèrent que les deux planètes pourraient être riches en eau ou en roches, les données actuelles ne permettant pas de trancher entre ces deux hypothèses. Leurs champs magnétiques complexes pourraient s’expliquer par des couches d’eau ionique à différentes profondeurs. Des missions supplémentaires sont nécessaires pour clarifier la situation.
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COMMENTAIRES
Article interessant ......Mais aussi répondreb d abord aux questions des ééélèves :
1/Quelle est la principale différence entre Uranus et Neptune ?
2/Pourquoi Uranus et Neptune ont-elles des couleurs différentes ? –
Neptune et Uranus ont beaucoup en commun : masses, tailles et compositions atmosphériques similaires. Pourtant, leur apparence est remarquablement différente. Dans le spectre visible, Neptune est nettement plus bleue, tandis qu’Uranus est d’un e cyanée pâle.
Le cyan est une couleur éclatante et vive qui se situe directement entre le bleu et le vert sur la roue chromatique.
3/ Leur différence est zlle marquante ???
Quelle est la température de Neptune ?
La planète Neptune | CNES
8 000°C
C'est ce méthane qui est à l'origine de la couleur bleue des 2 géantes de glace. Le noyau et le manteau de Neptune ne sont pas gazeux. Le noyau, composé de nickel, de fer et de minéraux (silicates), est à une température de presque 8 000°C, soit plus chaud que la surface du Soleil
4/Quelle est la température d ' Uranus ??Sa température de 4 700°C peut nous impressionner, mais c'est un noyau plutôt froid. En comparaison, celui de Neptune est à 8 000°C environ, et le noyau de Saturne à 11 700°C
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More information: Luca Morf et al, Icy or rocky? Convective or stable? New interior models of Uranus and Neptune, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202556911
Journal information: Astronomy & Astrophysics
Provided by University of Zurich
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