Une théorie qui fait débat
Vous savez, il faut parfois savoir remettre en question ce qu’on croit savoir depuis toujours. C’est ce qui arrive aujourd’hui avec Uranus et Neptune, ces deux planètes lointaines et mystérieuses. Depuis des décennies, on les présentait dans les livres comme les « géantes de glace » du système solaire. Mais voilà que des chercheurs de l’Université de Zurich bousculent cette idée reçue. Ils avancent, dans une étude publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics, que ces planètes pourraient être bien plus rocheuses, et bien moins glacées, qu’on ne l’imaginait. Imaginez un peu !
Pour vous donner une idée de l’importance de cette remise en question, je me suis entretenu avec un expert, le professeur Nicolas Cowan de l’Université McGill. Il n’a pas participé à l’étude, mais il la trouve vraiment intéressante. « Cette hypothèse va certainement susciter un débat au sein de la communauté astronomique, puisqu’elle va à l’encontre de ce qui est largement accepté depuis des dizaines d’années », m’a-t-il confié. C’est dire si ça fait du bruit dans le petit monde des étoiles.
La ligne de glace remise en question et une recette de vinaigrette cosmique
Le professeur Cowan m’a rappelé comment on classe habituellement les planètes. C’est très scolaire, en fait : Mercure, Vénus, la Terre et Mars sont des planètes rocheuses. Jupiter et Saturne, ce sont les grosses géantes gazeuses. Et puis, tout au fond, il y avait Uranus et Neptune, les géantes de glace. Ce classement était basé principalement sur leur distance par rapport au Soleil. Comme elles sont très, très loin, au-delà de ce qu’on appelle la « ligne de glace » (l’endroit où l’eau et autres composés gèlent), on a longtemps supposé qu’elles devaient être pleines de glace.
Mais est-ce vraiment le cas ? Les chercheurs suisses, menés par l’astrophysicien Luca Morf, ne disent pas avoir la preuve absolue d’un noyau rocheux. Ils disent plutôt que l’idée d’un intérieur riche en glace n’est pas la seule possibilité. Leur hypothèse est d’ailleurs cohérente avec quelque chose d’autre : les données de la sonde New Horizons en 2015. Cette sonde a suggéré que même la planète naine Pluton, encore plus éloignée, possède un noyau rocheux massif d’environ 1700 kilomètres de diamètre, ce qui représente environ 70% de son diamètre total. Ça fait réfléchir, non ?
Le professeur Cowan soulève un autre point crucial, et je le trouve très parlant. Connaître l’intérieur d’une planète, c’est un défi énorme. On a souvent en tête l’image d’un oignon, avec des couches bien distinctes. Mais pour Uranus et Neptune, c’est probablement beaucoup plus… mélangé. « L’intérieur d’Uranus et Neptune ressemblerait plutôt à une vinaigrette bien mélangée », m’a-t-il expliqué. En d’autres termes, à cause des pressions et températures extrêmes au cœur de ces géantes, l’hydrogène, la roche et la glace se mélangent. Les transitions sont floues. C’est une soupe cosmique, pas un gâteau en couches.
Des centaines de simulations et de nouveaux mystères résolus
Alors, comment les scientifiques suisses en sont-ils arrivés à leur conclusion ? Ils ont utilisé une approche assez maligne, inspirée de l’étude des planètes en dehors de notre système solaire, les exoplanètes. Au lieu de partir avec un modèle compliqué qui présume de la composition, ils ont procédé par tâtonnement, mais de façon très scientifique. Ils ont créé des centaines de profils aléatoires pour l’intérieur d’Uranus et de Neptune, testant différentes combinaisons de roche, de gaz et de glace.
Ensuite, ils ont calculé quel champ gravitationnel produirait chaque modèle, et ils ont comparé ces résultats avec les données réelles observées pour les deux planètes. En répétant ce processus des centaines de fois, ils ont cherché les combinaisons qui « collaient » le mieux. Cette méthode simplifiée a montré que des noyaux sans glace, et potentiellement rocheux, pouvaient très bien expliquer ce qu’on observe. C’est une approche prometteuse, même si, comme le rappelle prudemment Nicolas Cowan, tout cela reste hypothétique.
« On n’a honnêtement aucune idée de ce qui se trouve à l’intérieur d’Uranus et de Neptune. On n’a pas un télescope magique qui peut voir l’intérieur d’une planète », admet-il avec franchise. Elles pourraient être des géantes rocheuses ou glacées, et il reste impossible de le déterminer hors de tout doute avec les données actuelles. Luca Morf, l’auteur principal, reconnaît aussi qu’il y a encore beaucoup d’incertitudes, surtout sur la façon dont les matériaux se comportent dans des conditions si extrêmes.
Mais leur modèle ne fait pas que remettre en question la composition. Il pourrait aussi aider à résoudre un vieux mystère : pourquoi les champs magnétiques d’Uranus et de Neptune sont-ils si bizarres et chaotiques, comparés à ceux des autres planètes ? Les simulations des chercheurs montrent que des couches d’eau, positionnées à des endroits précis, pourraient agir comme d’énormes générateurs (des « dynamos ») et créer ces champs magnétiques si irréguliers. Ils ont même découvert que le champ magnétique d’Uranus semble prendre naissance plus profondément que celui de Neptune. La science, c’est souvent une question qui en entraîne une autre !
Le futur : des sondes en route et une technique pour les mondes lointains
Alors, comment faire pour en avoir le cœur net ? Tout le monde est d’accord : il faut y aller voir. Il faut envoyer une sonde en orbite autour d’Uranus ou de Neptune, comme la NASA l’a fait avec Juno autour de Jupiter. Lancée en 2011 et arrivée en 2016, Juno a révolutionné notre compréhension de Jupiter, révélant notamment qu’elle n’avait pas de vrai noyau solide, mais était plutôt… une « vinaigrette bien mélangée », pour reprendre la fameuse comparaison.
Les projets sont sur la table. La NASA espère lancer un orbiteur vers Uranus dans les années 2030, qui arriverait à destination vers le milieu des années 2040. De son côté, la Chine, avec sa mission Tianwen-4 dont le lancement est aussi prévu vers 2030, pourrait inclure un survol ou une mise en orbite autour d’Uranus vers 2045. C’est un peu long à notre échelle, mais pour l’astronomie, c’est demain.
En attendant, il est bon de se rappeler que la seule visite rapprochée qu’on ait eue date de loin. C’était la sonde Voyager 2 de la NASA, lancée en 1977. Elle a survolé Uranus le 24 janvier 1986 et Neptune le 25 août 1989. Depuis, plus rien.
Enfin, la technique de simulation utilisée par les Suisses a peut-être un avenir bien plus large. Nicolas Cowan est enthousiaste à ce sujet. D’habitude, pour étudier chaque planète de notre système, on utilise des modèles hyper complexes et spécifiques. Lui, il trouve ça « un petit peu décevant ». « J’aime l’idée d’un modèle plus simple qui peut s’adapter à plusieurs différentes planètes. Dans l’étude des exoplanètes, c’est très intéressant », dit-il. Cette méthode pourrait être précieuse pour caractériser les milliers de mini-Neptunes et de super-Terres qu’on a découvertes, et pour lesquelles on a très peu d’informations. D’ailleurs, les auteurs suisses prévoient de présenter leurs travaux dans des conférences sur les exoplanètes dans les mois à venir.
Conclusion : Le savoir est un voyage sans fin
Finalement, cette histoire nous rappelle une chose essentielle : en science, il faut toujours garder l’esprit ouvert. Ce qu’on tenait pour acquis hier peut être remis en question demain par une nouvelle analyse ou une nouvelle technique. Uranus et Neptune, ces lointaines et discrètes voisines, gardent encore une grande part de leur mystère. Sont-elles des géantes de glace ou des géantes rocheuses ? On ne le sait pas encore avec certitude.
Mais cette incertitude même est une bonne nouvelle. Elle pousse à chercher, à développer de nouvelles méthodes, et à rêver de missions spatiales qui, dans vingt ans, nous en apprendront enfin plus. En attendant, la prochaine fois que vous lèverez les yeux vers le ciel en pensant à ces mondes lointains, souvenez-vous qu’ils pourraient bien être faits d’une toute autre recette que celle écrite dans vos vieux livres. L’univers est plein de surprises.
Uranus et Neptune seraient-elles moins glacées qu’on ne le pensait ? Une surprise venue de Suisse
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