Une équipe de recherche de l’Université de Zurich et du NCCR PlanetS remet en question la compréhension actuelle de l’intérieur des planètes du système solaire. La composition des deux planètes les plus externes, Uranus et Neptune, pourrait être plus rocheuse et moins glacée que ce que l’on pensait jusqu’à présent.
Les huit planètes de notre système solaire sont généralement classées en trois catégories en fonction de leur composition : Près du Soleil se trouvent les quatre planètes rocheuses terrestres (Mercure, Vénus, Terre et Mars), suivies des deux géantes gazeuses (Jupiter et Saturne) et enfin des deux géantes glacées (Uranus et Neptune).
Selon de nouvelles études menées par des chercheurs de l’Université de Zurich (UZH) et du Pôle de recherche national (NCCR) PlanetS, Uranus et Neptune pourraient être plus rocheuses que glacées. Les chercheurs remettent ainsi en question l’hypothèse qui prévalait jusqu’à présent, selon laquelle les deux planètes étaient uniquement riches en glace. Cela coïncide également avec la découverte récente que la composition de la planète naine Pluton est principalement rocheuse.
L’équipe a d’abord développé un nouveau modèle pour simuler l’intérieur d’Uranus et de Neptune. la classification en tant que géantes de glace est peut-être trop simplifiée, car les deux planètes sont mal comprises’, explique Luca Morf, doctorant de l’UZH et auteur principal de l’étude. jusqu’à présent, les modèles physiques se basaient sur trop d’hypothèses et les modèles empiriques étaient trop simplistes. Nous avons combiné les deux approches afin d’obtenir de nouveaux modèles neutres et physiquement cohérents’, poursuit Morf.
Les chercheurs ont d’abord commencé par établir un profil de densité aléatoire pour l’intérieur de la planète. Ils ont ensuite calculé le champ gravitationnel planétaire qui correspondait aux données d’observation et en ont déduit une composition possible. Enfin, l’ensemble du processus a été répété de nombreuses fois afin d’obtenir le meilleur accord possible entre les modèles et les observations. De cette manière, l’équipe s’est assurée que son modèle était conforme aux lois de la physique, comme l’équilibre entre la gravité, les forces de pression interne et la thermodynamique.
Grâce au nouveau modèle, l’équipe de l’UZH a découvert que la composition possible à l’intérieur des ’géantes de glace’ de notre système solaire ne se limite pas à la glace - typiquement représentée par de l’eau ou d’autres matériaux volatils. nous l’avions supposé pour la première fois il y a près de 15 ans, mais nous disposons enfin de la preuve par le calcul", déclare Ravit Helled, professeur à l’Institut d’astrophysique de l’UZH et directrice de UZH Space.
L’étude apporte également de nouvelles informations sur le champ magnétique des deux planètes extérieures du système solaire. Alors que la Terre a des pôles nord et sud bien définis, les champs magnétiques d’Uranus et de Neptune sont plus chaotiques et ont plus de deux pôles. nous avons également constaté que le champ magnétique d’Uranus pourrait être plus profond que celui de Neptune", explique Ravit Helled.
Bien que ces résultats soient prometteurs, une certaine incertitude subsiste. les physiciens ont encore du mal à comprendre comment les matériaux se comportent dans les conditions de pression et de température à l’intérieur d’une planète. Cela pourrait influencer nos résultats", explique Luca Morf, qui souhaite encore élargir les modèles.
De manière générale, les résultats de l’étude ouvrent la voie à de nouveaux scénarios possibles sur la manière dont les deux planètes sont composées à l’intérieur. La méthode développée à l’UZH dans le cadre du NCCR PlanetS ouvre de nouvelles voies pour la recherche future en science des matériaux dans des conditions planétaires. uranus et Neptune pourraient toutes deux être des géantes rocheuses ou glacées, selon les hypothèses du modèle. Les données actuelles ne suffisent toutefois pas à distinguer les deux variantes. Pour cela, il faudrait sans doute des missions ciblées vers Uranus et Neptune’, conclut Helled.
Littérature
Luca Morf et Ravit Helled. Icy ou rocky ? Convective ou stable ? Nouveaux modèles internes d’Uranus et de Neptune. Astronomy & Astrophysics, 10 décembre 2025. Doi : 10.1051/0004-6361/202556911
