🛢️ Des planètes se comportent comme d'immenses moteurs diesel

Des astrophysiciens de l'Université de Chicago avancent que certaines planètes de taille mini-Neptune pourraient cacher, au plus profond de leur atmosphère, de véritables nuages de suie. Ces particules naîtraient de réactions chimiques très proches de celles qui se produisent dans nos moteurs à combustion.

Ces mini-Neptunes sont des planètes de taille intermédiaire entre la Terre et Neptune, très communes dans notre galaxie mais encore mal comprises. Leur nature exacte est débattue: sont-elles des versions miniatures de Jupiter, riches en hydrogène et hélium ? Des mondes similaires à Uranus et Neptune, regorgeant de volatils comme l'eau ? Ou peut-être des planètes-océans recouvertes d'une atmosphère d'hydrogène ? Les scientifiques ne le savent pas, car leur atmosphère semble opaque, cachant leur véritable composition.


C'est en analysant les données du télescope spatial James Webb que Jeehyun Yang, un ancien spécialiste des gaz d'échappement, a reconnu une signature qui lui était familière: les spectres plats des mini-Neptunes affichaient une courbe typique des suies issues des moteurs diesel. Ces suies sont constituées d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des molécules carbonées.

Ces HAP se forment lorsque carbone, hydrogène et oxygène réagissent à haute température et sous haute pression, conditions réunies dans les profondeurs des mini-Neptunes... et les moteurs diesel. Les chercheurs estiment que ces réactions créent d'immenses nuages de suie qui remontent dans l'atmosphère par convection, donnant cette apparence opaque observée par les télescopes.

Le rapport carbone/oxygène dans cette suie changerait selon la distance à laquelle la planète s'est formée dans son disque protoplanétaire. En mesurant ce rapport, on pourrait déterminer l'origine des mini-Neptunes, qui se sont formées plus ou moins loin de leur étoile avant de migrer vers l'intérieur. Cela permettrait enfin de catégoriser les différents types possibles de ces mondes.


Cette découverte, publiée dans The Astrophysical Journal Letters, montre l'importance d'une approche interdisciplinaire. Comme le note Yang, c'est la première fois que des techniques de pétrochimie sont appliquées à l'étude des exoplanètes. Elle pourrait aussi expliquer pourquoi notre Système solaire ne contient aucun mini-Neptune, alors qu'ils sont si fréquents ailleurs.