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glace superionique
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glace superionique
Univers

Comment les recherches sur la glace superionique pourraient nous permettre de faire des progrès sur l'étude de la composition des planètes

Publié le 11 septembre 2020
Une équipe de chercheurs américains vient d'obtenir une avancée majeure sur la glace superionique en la reproduisant en laboratoire. Pourquoi la découverte des scientifiques est-elle si importante ?
Olivier Sanguy
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Olivier Sanguy est spécialiste de l’astronautique et rédacteur en chef du site d’actualités spatiales de la Cité de l’espace à Toulouse.
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Une équipe de chercheurs américains vient d'obtenir une avancée majeure sur la glace superionique en la reproduisant en laboratoire. Pourquoi la découverte des scientifiques est-elle si importante ?

Atlantico.fr : Une équipe de chercheurs américains vient d'accomplir une recherche phénoménale sur la glace superionique en la reproduisant en laboratoire. Quelle est cette glace et pourquoi la découverte des scientifiques est-elle si importante ?

Olivier Sanguy : C’est une glace d’eau qui défie tout ce qu’on sait de la glace classique. Elle est quatre fois plus dense, noire puisqu’elle absorbe la lumière et en plus chaude, très chaude. Cette glace dite superionique est un état qui a été théorisé voici trois décennies. Une équipe américaine a réussi à obtenir cette glace avec des impulsions laser qui initient des ondes de choc extrêmement puissantes aboutissant à des températures de plus de 3000 degrés et des pressions énormes. Les molécules d’eau ayant subi ces conditions ont vu leurs atomes d’oxygène se figer tandis que ceux d’hydrogène ont perdu un électron et bougeaient librement. La glace superionique ainsi créée est un excellent conducteur pour le courant électrique.

Retrouve-t-on cette glace dans notre univers ?

Oui et c’est là que la théorie physique et cette expérience qui la confirme rejoignent l’astronomie et plus particulièrement l’étude des planètes géantes. On a constaté que les champs magnétiques d’Uranus et Neptune, deux géantes glacées au-delà de Jupiter et Saturne dans notre Système solaire, présentent des caractéristiques uniques. Or, de glace superionique en leur cœur expliquerait ces champs, d’autant plus que les conditions de pression et de température nécessaires existent au sein de ces planètes.

Qu'est ce que cela nous apprend sur la composition des planètes ?

Avec cette glace superionique, dont le modèle théorique vient donc d’être confirmé en laboratoire, les planétologues disposent désormais d’une base plus tangible pour comprendre la structure de mondes plus grands que la Terre et appartenant à la catégorie des géantes glacées. Classiquement, un champ magnétique demande, comme pour notre planète, un noyau liquide essentiellement composé de fer en fusion avec à l’intérieur une «graine» solide. Ce noyau liquide crée le champ magnétique par effet de dynamo. Mais comme dit plus haut, ce modèle ne convient pas à des géantes glacées comme Neptune et Uranus. En revanche, un cœur ou noyau en glace superionique, oui. Et cela s’applique aussi pour mieux modéliser des exoplanètes qui sont également de type «géantes glacées».

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