De nouvelles observations réalisées avec le télescope ALMA révèlent la présence significative de monoxyde de carbone dans la basse atmosphère d’Uranus. Cette découverte suggère une composition intérieure bien plus riche en glaces que ce qui était envisagé, résolvant potentiellement une controverse de longue date sur la formation de cette géante gazeuse. Le septième corps du Système solaire apparaît ainsi plus similaire à Neptune.
Une énigme de formation des géantes de glace
Les géantes de glace comme Uranus et Neptune possèdent des atmosphères épaisses et gazeuses, rendant l’étude de leur composition interne complexe. Les scientifiques peuvent néanmoins analyser les gaz présents dans ces atmosphères, les reliant ensuite aux processus et aux éléments situés plus en profondeur. Le monoxyde de carbone (CO) atmosphérique est souvent associé à des régions profondes riches en eau ou en glace. Or, si Neptune avait déjà montré une abondance de monoxyde de carbone, suggérant un centre riche en glace, Uranus en était dépourvue jusqu’à présent. Cette absence avait conduit certains astronomes à privilégier l’hypothèse d’un intérieur rocheux pour Uranus. Une telle divergence impliquerait des processus de formation très différents pour les deux planètes, remettant en question leur similitude apparente.
La détection clé du monoxyde de carbone
Une équipe de chercheurs, dirigée par Thibault Cavalié de l’Université de Bordeaux, a récemment mis fin à cette incertitude en détectant pour la première fois du monoxyde de carbone dans la basse atmosphère d’Uranus. Pour cette observation, l’équipe a utilisé le télescope Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) situé au Chili. Les données ont été collectées lors de trois sessions d’observation menées entre 2022 et 2024. Les mesures ont révélé des quantités significatives de ce gaz dans la partie inférieure de l’atmosphère uranienne, suggérant une composition intérieure beaucoup plus riche en eau et en glaces qu’estimé précédemment.
« Nous constatons qu’Uranus se rapproche davantage des géantes de glace que des géantes rocheuses », indique Cavalié. « Cela signifie que cette controverse est maintenant terminée. Il faut toujours faire preuve de prudence dans de telles affirmations, car les conclusions dépendent aussi des modélisations, mais c’est le sentiment que nous avons. » Cette détection constitue un indice crucial pour affiner notre compréhension de la structure interne de la planète.
Implications pour la structure interne
Après avoir détecté le monoxyde de carbone, l’équipe de Cavalié a eu recours à plusieurs modèles numériques intégrant différents ratios de roche et de glace pour reproduire la quantité de CO mesurée. Les simulations ont montré que seuls les modèles riches en glace parvenaient à correspondre aux observations. Ce résultat corrobore l’idée qu’Uranus, comme Neptune, possède un intérieur majoritairement composé de glaces d’eau, de méthane et d’ammoniac, plutôt qu’un noyau rocheux prédominant. La présence de monoxyde de carbone a également été identifiée dans la haute atmosphère d’Uranus. Cependant, les chercheurs estiment que ce CO provient d’une source différente, probablement d’un impact cométaire survenu il y a plusieurs siècles, et non de l’intérieur profond de la planète.
Nuances et perspectives futures
La découverte de monoxyde de carbone représente une étape importante dans l’étude de l’intérieur d’Uranus, mais des incertitudes demeurent quant à son origine précise. Vanesa Ramirez, de l’Université de Leiden aux Pays-Bas, souligne que l’interprétation des abondances atmosphériques nécessite des hypothèses sur la chimie, les processus de mélange et la structure interne, autant d’éléments qui restent mal contraints pour Uranus. Ces hypothèses, combinées à la large gamme de modèles utilisés pour simuler l’intérieur de la planète, signifient que de nombreux ratios roche/glace différents restent compatibles avec les données actuelles.
« À elle seule, cette détection ne tranche pas la question de savoir si Uranus doit être considérée principalement comme une géante riche en glace ou en roche », précise Ramirez. Néanmoins, cette recherche consolide l’hypothèse d’une composition intérieure riche en glaces pour Uranus, rapprochant la planète de Neptune sur le plan de sa formation. De futures missions spatiales dédiées à l’exploration des géantes de glace pourraient apporter des données plus directes et des contraintes plus précises, permettant d’affiner encore ces modèles et de lever les dernières incertitudes sur la composition et la formation de ces mondes lointains.
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