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Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie
UMR 7590 - UPMC/CNRS/IRD/MNHN

Planètes géantes

Les modèles de l’intérieur des planètes géantes reposent sur la connaissance du comportement de quelques molécules simples sous des conditions extrêmes de pression et de température. Pour Neptune et Uranus, il est généralement supposé l’existence d’une épaisse couche de glaces (mélange d’eau, d’ammoniac et de méthane), localisée entre un petit noyau rocheux et une fine atmosphère gazeuse. Les conditions de température et de pression dans cette couche de glace vont d’environ 10 GPa et 2000K à 700 GPa et 6000 K : on parle de glaces chaudes. Les propriétés des planètes géantes sont supposées être largement influencées par le comportement de ces glaces en conditions extrêmes. En particulier, ces glaces chaudes pourraient être la source des champs magnétiques non dipolaires, non axisymétriques mesurés par la sonde spatiale Voyager II. Ces champs magnétiques particuliers proviendraient de la dissociation des molécules d’eau en espèces ioniques à hautes pression et température. Pourtant si les calculs prédisent bien l’ionisation de l’eau à la fois (en phase fluide et en phase solide) et si la dissociation de l’eau liquide a été déduite d’un certain nombre d’expériences, aucune preuve directe n’a encore été apportée. De plus, la présence d’autres molécules, en particulier l’ammoniac et le méthane dans la couche de glace n’a pas été étudié jusqu’à présent et leur influence sur ses propriétés n’est donc pas connue. Plusieurs projets (PHYSIX) sont centrés sur l’étude des glaces moléculaires (H2O, NH3, CH4 – mélanges ou composés) en conditions extrêmes et visent à déterminer les données expérimentales et théoriques pertinentes (diagramme de phases, équations d’état, dynamique vibrationnelle, dynamique diffusive et propriétés de transport électrique des phases solides, de même que les vitesses du son, l’équation d’état et la réflectivité des phases fluides) pour décrire les intérieurs planétaires des géantes glacées.

Cécile Duflot - 20/12/17

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