Des physiciens recréent les conditions de Neptune : une pluie de diamants en laboratoire
À 10 000 kilomètres sous les nuages bleutés de Neptune, la pression atteint 150 gigapascals et la température frôle les 5 000 kelvins. En raison de ces conditions extrêmes, il est impossible d’envoyer une sonde, car la coque de tout engin serait broyée avant d’atteindre cette profondeur. Cependant, en 2017, une équipe de physiciens a réussi à reproduire ces conditions dans un laboratoire californien, observant ainsi la formation de diamants, une hypothèse théorisée depuis des décennies.
L’équipe, dirigée par le physicien Dominik Kraus, a utilisé le laser à rayons X du SLAC National Accelerator Laboratory pour observer cette réaction, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature Astronomy. Pendant plus de 30 ans, cette idée était restée confinée aux modèles informatiques, car les pressions nécessaires pour créer une pluie de diamants se trouvent à des milliers de kilomètres sous l’atmosphère de Neptune.
Contexte factuel
Pour simuler le cœur d’une planète glacée, les chercheurs ont opté pour une feuille de polystyrène, un matériau contenant de l’hydrogène et du carbone, au lieu du méthane, plus difficile à manipuler. Les échantillons de polystyrène ont été soumis à des conditions extrêmes, atteignant environ 5 000 K et 150 gigapascals, en étant bombardés par des ondes de choc générées par un laser. Ce processus a permis de créer des zones de surpression où les atomes de carbone se sont transformés en diamants.
Données ou statistiques
Les résultats ont révélé que presque chaque atome de carbone du polystyrène a été converti en petites structures de diamant, mesurant quelques nanomètres. Extrapolée aux conditions de Neptune et d’Uranus, cette réaction pourrait produire des diamants de millions de carats, bien plus gros que ceux trouvés sur Terre.
Conséquence directe
Cette pluie de diamants, qui pourrait s’étendre sur des millénaires, pourrait également jouer un rôle dans l’équilibre thermique de ces géantes de glace, libérant de l’énergie gravitationnelle sous forme de chaleur. Les recherches futures, notamment celles prévues en 2024, pourraient fournir des indices sur l’origine des champs magnétiques complexes de Neptune et d’Uranus.
Sources : Nature Astronomy, SLAC National Accelerator Laboratory.
