Plus petits et plus froids que les géants gazeux, Neptune et Uranus sont classés comme géants de glace. Il y a très peu d'eau au sommet des nuages, mais le pourcentage d'eau augmente à mesure que vous descendez vers le noyau plus lourd. Pourrait-il y avoir une couche sur Neptune avec suffisamment de pression et de température pour que l'eau liquide se forme en de vastes océans? Et si ce n'est Neptune, qu'en est-il d'une planète semblable à Neptune en orbite autour d'une autre étoile?
Tout d'abord, un peu sur Neptune. Cette planète "géante de glace" tourne autour du Soleil à une distance d'environ 30 UA (30 fois la distance Terre-Soleil). Sa température de surface est glaciale de 50 degrés au-dessus du zéro absolu, mais les températures augmentent à mesure que vous descendez à travers les sommets des nuages en raison de la chaleur résiduelle de sa formation. Sa haute atmosphère est composée à 80% d'hydrogène et à 19% d'hélium avec quelques autres produits chimiques.
Des traces d'eau sont visibles dans la haute atmosphère de Neptune, mais les astronomes pensent que le rapport de l'eau augmente à mesure que vous descendez à travers les sommets des nuages. Les scientifiques planétaires ont émis l'hypothèse que l'eau pourrait exister au plus profond du noyau solide de Neptune, dans un état ionique, où les températures sont des milliers de degrés Kelvin. Mais il pourrait y avoir un endroit plus haut, où les températures sont plus fraîches (moins de 800 K) et les pressions plus raisonnables (moins de 20 kbar), puis de vastes océans d'eau liquide pourraient se former.
Mais c'est un équilibre délicat. La formation ou non d'un océan dépend du mélange eau / gaz dans l'atmosphère aux bonnes températures. Lorsque vous descendez dans l'atmosphère, le rapport eau / hydrogène augmente. Dans le même temps, l'eau ne peut se condenser hors de l'atmosphère que lorsque les températures sont suffisamment fraîches. S'il fait trop chaud ou si la proportion d'eau est trop faible, vous obtiendrez simplement une base de nuages - quelque chose comme du brouillard au-dessus de l'intérieur plus solide de Neptune.
Mais si les températures sont suffisamment fraîches aux bonnes pressions et qu'il y a suffisamment d'eau dans l'atmosphère, elle devrait se condenser pour former une couche océanique avant le début des nuages.
Les chercheurs Sloane J. Wiktorowicz et Andrew P. Ingersoll du California Institute of Technology à Pasadena ont fait les calculs pour Neptune dans leur nouveau document, Océans d'eau liquide dans les géants des glaces.
Selon les données recueillies d'ici sur Terre et du vaisseau spatial Voyager, Neptune est probablement trop sec et trop chaud pour que ces océans se forment. Wiktorowicz et Ingersoll ont calculé qu'il y avait moins de 15% de risques d'océans sur Neptune. Mais à mesure que Neptune se refroidit avec le temps - peut-être dans un milliard d'années environ - les chances des océans d'eau augmentent à 40%.
Neptune n'est peut-être pas un excellent candidat, mais les planètes extrasolaires pourraient convenir. Au fur et à mesure que les techniques de recherche de planètes extrasolaires s'améliorent, les astronomes devraient être à la recherche de planètes de classe Neptune avec des températures de surface plus fraîches que Neptune, mais un rapport plus élevé d'eau dans l'atmosphère.
Et celles-ci devraient être plus faciles à repérer que les petites planètes rocheuses proches de leurs étoiles mères.
