💧 Une nouvelle phase de l'eau découverte, et c'est la plus répandue dans notre Système solaire

Au cœur des planètes géantes comme Uranus et Neptune, l'eau possède des propriétés étonnantes, dans un état nommé superionique.

L'eau superionique se manifeste uniquement sous des conditions extrêmes, avec des températures de plusieurs milliers de degrés et des pressions dépassant le million d'atmosphères. Dans cet état, les atomes d'oxygène forment un réseau cristallin rigide, alors que les ions hydrogène se déplacent librement, permettant à l'électricité de circuler. Cela en fait un élément fondamental pour interpréter les champs magnétiques particuliers observés autour de certaines planètes.


Jusqu'à récemment, les scientifiques pensaient que l'eau superionique adoptait une structure atomique simple, comme un arrangement cubique ordonné. De nouveaux travaux publiés dans Nature Communications indiquent que sa réalité est bien plus nuancée. Au lieu d'un motif unique, elle combine des régions cubiques et des couches hexagonales, créant un mélange désordonné. Cette hybridation a été détectée grâce à des mesures précises avec des lasers à rayons X avancés.

Pour atteindre ces résultats, deux expériences majeures ont été menées dans des installations comme le LCLS aux États-Unis et le European XFEL en Europe. Les chercheurs ont comprimé l'eau à plus de 1,5 million d'atmosphères et l'ont chauffée à des milliers de degrés, capturant des instantanés de sa structure en quelques trillionnièmes de seconde. Ces conditions reproduisent celles rencontrées profondément à l'intérieur des planètes géantes.

Ces données correspondent étroitement aux simulations informatiques les plus récentes et montrent que l'eau superionique peut adopter plusieurs formes structurelles. Ce comportement rappelle celui de la glace ordinaire, qui existe en de nombreux cristaux selon la température et la pression. Ainsi, l'eau, malgré son apparente simplicité, continue de surprendre par sa diversité structurelle dans des environnements extrêmes.

La compréhension de cette eau superionique améliore les modèles planétaires, en particulier pour Uranus et Neptune. En expliquant mieux la conductivité électrique, elle aide à interpréter leurs champs magnétiques atypiques. Ces planètes, riches en eau, pourraient abriter cette phase en grande quantité, ce qui en fait potentiellement la forme d'eau la plus répandue dans le Système solaire.

Plus de soixante scientifiques d'Europe et des États-Unis ont collaboré à ce projet, soutenu par des agences de recherche allemandes et françaises. Leurs travaux ouvrent la voie à une meilleure appréciation de la composition des exoplanètes similaires.