Les astronomes croient depuis longtemps que les géantes de glace Uranus et Neptune sont riches en eau gelée. Cependant, une nouvelle étude suggère qu’il pourrait également contenir des tonnes de glace de méthane.
Les résultats pourraient aider à résoudre le mystère de la formation de ces mondes glacés.
beaucoup de choses sur Uranus Et Neptune C'est encore inconnu. Ces mondes géants de glace n'ont accueilli qu'un seul visiteur, le vaisseau spatial Voyager 2, survolé dans les années 1980. En conséquence, les scientifiques n'ont qu'une vague idée de la composition des géantes de glace, par exemple du fait qu'elles contiennent de grandes quantités d'oxygène, de carbone et d'hydrogène.
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Pour en savoir plus sur la composition d'Uranus et de Neptune, les astronomes ont créé des modèles qui correspondent aux propriétés physiques mesurées par Voyager 2 et par les télescopes au sol. De nombreux modèles supposent que les planètes contiennent de fines coquilles d’hydrogène et d’hélium ; Couche de base d’eau sous pression super-ionisée ammoniac; Et un noyau rocheux central. (C'est l'eau qui leur donne la marque de « géant de glace ».) Certaines estimations suggèrent qu'Uranus et Neptune pourraient avoir 50 000 fois la quantité d'eau Dans les océans de la Terre.
Mais les auteurs de la nouvelle étude affirment que ces modèles ignorent la manière dont les géantes de glace se sont formées. Lorsqu’Uranus et Neptune se sont fusionnés à partir du nuage de poussière entourant le jeune soleil, ils ont dévoré ou accrété des objets appelés planétésimaux. L'équipe affirme que ces planétésimaux ressemblent à des comètes actuelles telles que 67P/Churyumov-Gerasimenko, qui proviennent de la ceinture de Kuiper, une région en forme de beignet de corps glacés en dehors de l'orbite de Neptune.
Contrairement aux géantes de glace censées être riches en eau, une partie importante de ces corps planétésimaux sont riches en eau. carbone. Alors « comment une géante de glace peut-elle être formée à partir de blocs de construction pauvres en glace ? » Il a dit Ouri Malamudauteur principal de l’étude et planétologue à l’Institut de technologie Technion-Israël.
Pour résoudre cet apparent paradoxe, Malamud et ses collègues ont construit des centaines de milliers de modèles des intérieurs d'Uranus et de Neptune. L'algorithme qu'ils ont utilisé « commence par faire correspondre la composition appropriée à la surface de la planète, et progresse progressivement jusqu'au point central de la planète ». Ils ont examiné plusieurs produits chimiques, dont le fer, l’eau et le méthane, les principaux composants du gaz naturel. Ils ont ensuite tenté de déterminer quel modèle ressemblait le plus aux véritables géantes de glace en termes de caractéristiques telles que le rayon et la masse.
Parmi les différents modèles qu’ils ont construits, les astronomes ont constaté que ceux contenant du méthane répondaient à leurs critères, où le méthane – soit sous forme de morceaux solides, soit sous pression, à l’état mou – forme une couche épaisse entre la coquille d’hydrogène et d’hélium et la couche d’eau. Dans certains modèles, le méthane représente 10 % de la masse de la planète.
L'équipe a publié ses résultats, qui n'ont pas encore été évalués par des pairs, sur un serveur de prépublication. arXiv en mars.
Ce méthane détient la clé pour résoudre le paradoxe de la glace. Les chercheurs ont déclaré que la glace pourrait s'être formée lorsque l'hydrogène des planètes en croissance a réagi chimiquement avec le carbone des jeunes planètes accumulé sur les planètes. De telles réactions se produisent à des températures et à des pressions extrêmement élevées, des millions de fois supérieures à la pression atmosphérique que nous connaissons sur Terre. Ce sont exactement les conditions qui, selon les scientifiques, existaient sur les planètes en développement.
Malamud a déclaré que les résultats pourraient fournir une meilleure compréhension de ces planètes mal comprises, même s'il sera difficile de vérifier si elles sont réellement riches en méthane. Ce sera l'objectif de l'un des nombreux objectifs Missions proposées De la NASA et d’autres agences spatiales visant à explorer Uranus.
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