Les scientifiques ont découvert un agencement atomique plus complexe dans l'eau superionique, une forme qui alimente probablement les champs magnétiques d'Uranus et de Neptune. Cet état exotique apparaît sous des pressions et températures extrêmes, conduisant l'électricité comme un liquide partiel dans un cadre solide. La découverte, issue d'expériences en laboratoire simulant les intérieurs planétaires, remet en cause les modèles antérieurs et affine la compréhension des géants de glace.
L'eau se transforme radicalement sous les conditions intenses à l'intérieur des planètes géantes, devenant superionique — une phase où les atomes d'oxygène forment un réseau fixe tandis que les ions d'hydrogène se déplacent librement, permettant la conductivité électrique. Cette propriété fait de l'eau superionique le principal suspect pour générer les champs magnétiques inhabituels autour d'Uranus et de Neptune, qui abritent d'immenses réserves d'eau en profondeur. Les chercheurs rapportent maintenant que sa structure est bien plus désordonnée que ne le pensaient les modèles précédents, mêlant des sections cubiques à faces centrées à des couches hexagonales compactes, aboutissant à un hybride irrégulier plutôt qu'à un cristal uniforme. Les études passées suggéraient des configurations plus simples, telles que des motifs cubiques centrés sur le corps ou sur la face pour les atomes d'oxygène. Cependant, des expériences avancées ont révélé la complexité de la réalité. En utilisant l'instrument Matter in Extreme Conditions au Linac Coherent Light Source aux États-Unis et la configuration High Energy Density-HIBEF à l'European XFEL, les équipes ont comprimé l'eau au-delà de 1,5 million d'atmosphères et l'ont chauffée à des milliers de degrés Celsius. Des impulsions de laser à rayons X ont capturé des instantanés atomiques en femtosecondes, confirmant que la structure mixte correspond à des simulations sophistiquées. Ces résultats font écho à la diversité des phases de la glace ordinaire, soulignant la nature imprévisible de l'eau sous contrainte. Ils renforcent les modèles d'évolution des géants de glace, qui pourraient être courants dans l'univers. Plus de 60 scientifiques d'Europe et des États-Unis ont collaboré, financés par la Fondation allemande de recherche et l'ANR française. L'étude paraît dans Nature Communications.