🪐 Uranus et Neptune sont-elles vraiment des géantes de glace ? Ce n'est pas si sûr

À des milliards de kilomètres du Soleil, Uranus et Neptune sont les planètes les plus éloignées de notre Système solaire. Longtemps cataloguées comme de simples "géantes de glace", ces dernières pourraient réserver une surprise de taille.

Une récente modélisation, publiée dans Astronomy & Astrophysics, propose une vision renouvelée de leur architecture interne, supposant une prédominance de matériaux rocheux plutôt que glacés. Cette perspective inattendue questionne les scénarios de formation planétaire et offre de nouvelles clés pour comprendre la diversité des mondes découverts autour d'autres étoiles.


L'exploration de ces deux planètes repose encore largement sur les données collectées par la sonde Voyager 2 lors de ses brefs survols dans les années 1980. Les modèles élaborés depuis se fondaient sur l'idée d'un manteau épais de glaces d'eau, d'ammoniac et de méthane, enveloppant un noyau rocheux. Cette classification semblait logique compte tenu de leur distance au Soleil et des températures régnant dans ces contrées éloignées. Toutefois, la rareté des observations directes laissait une marge d'incertitude considérable quant à leur composition exacte.

Un nouveau regard sur l'intérieur des planètes

L'équipe de chercheurs de l'Université de Zurich a adopté une méthodologie innovante pour percer ces secrets. Plutôt que de supposer une structure riche en glace, ils ont développé des milliers de modèles d'intérieur "agnostiques", n'imposant aucune composition prédéfinie. Ces modèles, générés de manière aléatoire mais physiquement cohérents, ont ensuite été confrontés aux seules données observationnelles disponibles, principalement les champs de gravité mesurés. Leur objectif était d'identifier les structures internes les plus plausibles.

Les résultats de ces simulations ouvrent un éventail de possibilités bien plus large que prévu. Les compositions qui correspondent le mieux aux observations ne sont pas nécessairement dominées par la glace. Elles pourraient au contraire indiquer une proportion de matériaux rocheux significativement plus importante que celle envisagée dans le modèle classique. Les scientifiques soulignent que cette hypothèse d'un intérieur davantage rocheux avait été émise il y a plusieurs années, mais qu'elle trouve aujourd'hui un cadre numérique robuste pour être étayée.

Cette réinterprétation s'inscrit dans une compréhension élargie des objets du Système solaire externe. Elle rejoint notamment les observations de la mission New Horizons qui ont révélé que Pluton possède une composition majoritairement rocheuse. Il apparaît ainsi plausible que les briques élémentaires ayant formé Uranus et Neptune aient été plus riches en silicates et en métaux qu'en glaces volatiles, remettant en cause l'image d'un environnement lointain uniquement dominé par la congélation.

Une clé pour des champs magnétiques chaotiques

L'un des mystères les plus persistants concernant ces planètes réside dans la nature atypique de leurs champs magnétiques. Contrairement au champ dipolaire relativement ordonné de la Terre, ceux d'Uranus et de Neptune sont complexes, multipolaires et fortement décalés par rapport à l'axe de rotation. Les nouveaux modèles fournissent une piste explicative prometteuse pour ces singularités.

L'hypothèse avancée repose sur l'existence de couches d'eau ionique situées à différentes profondeurs à l'intérieur des planètes. Ces couches conductrices pourraient abriter des mouvements de convection, générant ainsi des dynamos magnétiques localisées et indépendantes. La superposition de ces dynamos pourrait expliquer la structure multipolaire et désordonnée observée. Les modèles suggèrent par ailleurs que la source du champ magnétique d'Uranus se trouverait plus en profondeur que celle de Neptune.

Cette avancée théorique ne lève pas toutes les incertitudes. Les physiciens reconnaissent que le comportement de la matière sous les pressions et températures extrêmes des noyaux planétaires demeure mal connu. Ces conditions exotiques pourraient influencer les résultats des modèles. Les auteurs de l'étude insistent donc sur la nécessité absolue de nouvelles missions spatiales dédiées, capables de mesurer avec précision les champs gravitationnels et magnétiques pour trancher définitivement entre les scénarios.