Les pluies d'hélium à l'intérieur de Jupiter et Saturne reconstituées en laboratoire

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La physique des hautes pressions s’est en partie développée pour comprendre la nature de l’intérieur de la Terre et donc finalement sa géodynamique en relation avec la tectonique des plaques. On peut citer à cet égard les travaux du prix Nobel de physique Percy Williams Bridgman (il a eu comme étudiants Robert Oppenheimer et le grand géophysicien Francis Birch). Cette physique de l'extrême fait bien évidemment intervenir des concepts et des données relevant de la géochimie et permet de mieux interpréter les données fournies par la sismologie et l’étude du champ magnétique de la Terre.

Bien évidemment aussi, l’ère spatiale a fourni des mesures concernant d’autres planètes, qu’elles soient rocheuses comme la Lune et Mars, ou largement gazeuses comme Jupiter et Saturne. Les planétologues ont donc rapidement entrepris de transposer la physique des hautes pressions à l’étude de l’intérieur de ces planètes, avec toujours comme objectif d’en comprendre la structure et l’évolution.

Toutefois, les pressions à l’intérieur de Jupiter et Saturne sont encore plus formidables que dans le cas de notre Planète bleue. De sorte que pendant longtemps, seuls des calculs analytiques puis des simulations numériques avec des superordinateurs permettaient d’explorer la physique et la chimie de ces géantes, comme Futura l’expliquait dans le précédent article ci-dessous.

Ces calculs avaient montré que le mélange d’hydrogène et d’hélium hérité de la nébuleuse primitive, où est né le Système solaire et qui constitue la majorité de la matière de ces planètes, devait subir un processus de démixtion suffisamment en profondeur, dans des conditions thermodynamiques de pression et de température données.


Pour recréer les conditions régnant dans les profondeurs des planètes, des échantillons de matière peuvent été placés entre les pointes de deux diamants. Les diamants sont alors pressés l’un contre l’autre afin de produire des pressions très élevées. Un faisceau laser infrarouge peut alors chauffer...

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