Une équipe internationale de chercheurs a utilisé le laser à électrons libres à rayons X européen (XFEL) pour obtenir de nouvelles informations sur la formation et l’occurrence de la pluie de diamants dans les géants de glace comme Neptune, Uranus ou les exoplanètes en dehors de notre système solaire.
Ces résultats, qui ont été publiés dans la revue scientifique Nature Astronomy, fournissent également des indices sur l’origine de leurs champs magnétiques complexes.
Des diamants dans les profondeurs des géants de glace
Dirigée par Mungo Frost du SLAC National Accelerator Laboratory en Californie et comprenant des scientifiques du DESY, l’équipe a utilisé le XFEL européen à Schenefeld pour leurs recherches.
Dans des travaux antérieurs utilisant des lasers à rayons X, les scientifiques avaient déjà découvert que les diamants peuvent se former à partir de composés de carbone aux pressions et températures trouvées à l’intérieur des grandes planètes gazeuses. Cela a confirmé la possibilité de formation de diamants dans les géants de glace, qui sont principalement composés d’eau, d’ammoniac et d’hydrocarbures.
Après leur formation, on s’attend à ce que les diamants s’enfoncent lentement plus profondément à l’intérieur de la planète en réponse aux forces gravitationnelles, entraînant une ‘pluie’ de pierres précieuses des couches supérieures. Une nouvelle expérience au XFEL européen a maintenant montré que la formation de diamants à partir de composés de carbone se produit à des pressions et des températures plus basses que ce que l’on pensait auparavant.
Implications pour les champs magnétiques planétaires
Dans le cas des planètes solaires glacées, cela signifie que la pluie de diamants peut se former à une profondeur plus faible que ce que l’on pensait initialement, et peut donc avoir une influence plus forte sur le champ magnétique.
De plus, la pluie de diamants devrait également être possible dans les planètes gazeuses plus petites que Neptune et Uranus, les soi-disant «mini-Neptunes», qui sont l’un des types d’exoplanètes les plus courants trouvés en dehors du système solaire.
Après leur formation, les particules de diamant peuvent entraîner du gaz et de la glace lorsqu’elles descendent des couches extérieures vers les couches intérieures de la planète, provoquant des courants de glace.
Les nouveaux résultats montrent que les diamants se forment au-dessus d’une couche de glace conductrice qui sera agitée lorsque les diamants la traverseront. Les courants de fluides conducteurs agissent comme une sorte de dynamo à travers laquelle les champs magnétiques des planètes sont formés.
« La pluie de diamants a probablement une influence sur la formation des champs magnétiques complexes d’Uranus et de Neptune », a ajouté Mungo Frost.
En synthèse
Les recherches menées par cette équipe internationale ont permis de mieux comprendre la formation et l’occurrence de la pluie de diamants dans les géants de glace. Ces nouvelles découvertes pourraient avoir des implications significatives pour notre compréhension des champs magnétiques planétaires et pourraient élargir notre connaissance des conditions qui prévalent dans les exoplanètes en dehors de notre système solaire.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que la pluie de diamants ?
La pluie de diamants est un phénomène qui se produit à l’intérieur des géants de glace, où les diamants se forment à partir de composés de carbone et s’enfoncent plus profondément à l’intérieur de la planète en raison des forces gravitationnelles.
Qu’est-ce que le XFEL européen ?
Le XFEL européen est un laser à électrons libres à rayons X situé à Schenefeld, en Allemagne. Il est utilisé pour des recherches dans divers domaines, y compris l’astrophysique.
Qu’est-ce qu’un géant de glace ?
Un géant de glace est une grande planète composée principalement d’eau, d’ammoniac et d’hydrocarbures. Neptune et Uranus sont des exemples de géants de glace dans notre système solaire.
Qu’est-ce qu’une mini-Neptune ?
Une mini-Neptune est une planète gazeuse plus petite que Neptune et Uranus. Ce sont l’un des types d’exoplanètes les plus courants trouvés en dehors du système solaire.
Comment les champs magnétiques planétaires sont-ils formés ?
Les champs magnétiques planétaires sont formés par des courants de fluides conducteurs qui agissent comme une sorte de dynamo. La pluie de diamants dans les géants de glace pourrait influencer la formation de ces champs magnétiques.
Références
Article : « Diamond precipitation dynamics from hydrocarbons at icy planet interior conditions » – DOI: s41550-023-02147-x
