Une nouvelle étude de l’Université de Zurich remet en cause la vision traditionnelle d’Uranus et Neptune comme géants de glace, suggérant qu’ils pourraient être dominés par la roche. Les chercheurs ont développé une approche de modélisation hybride pour explorer les structures internes possibles. Les résultats éclairent aussi les champs magnétiques irréguliers des planètes.
La classification du Système solaire regroupe les planètes par composition, Uranus et Neptune étant longtemps considérés comme des géants de glace en raison de leurs atmosphères distantes et bleues. Cependant, une équipe de l’Université de Zurich a proposé que ces mondes puissent contenir beaucoup plus de roche que ne le pensait-on auparavant. Dirigée par l’étudiant en doctorat Luca Morf et la professeure Ravit Helled, la recherche remet en question l’hypothèse selon laquelle des intérieurs riches en glace seraient la seule explication soutenue par les données.
Pour enquêter, les scientifiques ont créé une simulation innovante combinant des modèles basés sur la physique et empiriques. Cette approche « agnostique » commence par un profil de densité aléatoire pour l’intérieur de chaque planète, puis l’ajuste pour correspondre aux champs gravitationnels observés et en déduire les compositions. Le processus itère jusqu’à ce que le modèle s’aligne sur toutes les mesures disponibles. « La classification de géants de glace est trop simplifiée car Uranus et Neptune sont encore mal compris », a expliqué Morf. « Les modèles basés sur la physique étaient trop chargés d’hypothèses, tandis que les modèles empiriques étaient trop simplistes. Nous avons combiné les deux approches pour obtenir des modèles internes à la fois impartiaux et physiquement cohérents. »
Les résultats indiquent que l’une ou l’autre planète pourrait présenter des couches riches en eau ou une structure plus rocheuse, élargissant la gamme des intérieurs possibles. Cela correspond aux observations de Pluton, une planète naine dominée par la roche. L’étude aborde également les champs magnétiques bizarres des planètes, qui manquent du schéma bipolaire clair de la Terre et présentent plutôt plusieurs pôles. Helled a noté : « Nos modèles comportent des couches d’eau ionique dites ainsi, qui génèrent des dynamos magnétiques à des endroits expliquant les champs magnétiques non dipolaires observés. Nous avons aussi trouvé que le champ magnétique d’Uranus provient plus profondément que celui de Neptune. »
Malgré ces éclaircissements, des incertitudes persistent, en particulier sur le comportement des matériaux sous des pressions et températures planétaires extrêmes. « L’un des principaux problèmes est que les physiciens comprennent à peine comment les matériaux se comportent sous les conditions exotiques de pression et de température au cœur d’une planète, cela pourrait impacter nos résultats », a déclaré Morf. Helled a insisté sur la nécessité de missions futures : « Uranus et Neptune pourraient être des géants rocheux ou des géants de glace selon les hypothèses du modèle. Les données actuelles sont insuffisantes pour les distinguer, nous avons donc besoin de missions dédiées à Uranus et Neptune pour révéler leur vraie nature. »
Le travail a été publié dans Astronomy en 2025.