De nombreuses exoplanètes dans notre galaxie pourraient être faites de diamant et de roche
Les diamants sont relativement rares sur Terre, mais peut-être que sur d’autres planètes, ils seraient si répandus qu’ils seraient aussi inutiles qu’une poignée de terre. Les astronomes suggèrent que certaines planètes pourraient en fait être largement composées de diamants, et une équipe a maintenant calculé comment une telle planète pourrait se former et comment elle serait structurée.
Image d’entête : coupe transversale d’une hypothétique planète riche en diamants. (Dan Shim/ ASU/ Vecteezy)
Aussi variées que soient les planètes de notre système solaire, elles sont loin de représenter toute la gamme des mondes étranges que l’univers peut engendrer. Il y a des planètes errantes qui dérivent sans être rattachées à des étoiles, des planètes avec des nuages de rubis et de saphir, des mondes brûlants où il pleut du fer en fusion et, bien sûr, des planètes qui peuvent être principalement faites de diamant. Et c’est les dernières de cette liste qui ont fait l’objet de la nouvelle étude des astronomes de l’Université d’État de l’Arizona et de l’Université de Chicago.
L’équipe a émis l’hypothèse que les exoplanètes qui se forment dans des systèmes ayant un rapport carbone/oxygène élevé pourraient se retrouver avec des compositions riches en diamant, avec la bonne quantité d’eau, de chaleur et de pression. Pour tester cette idée, les chercheurs ont utilisé des cellules à enclumes de diamant pour simuler les conditions dans lesquelles ces exoplanètes pourraient se former. Ils ont immergé du carbure de silicium dans de l’eau, puis ils ont comprimé l’échantillon dans l’instrument à de très hautes pressions. Ils ont ensuite chauffé l’échantillon avec un laser et ils ont pris des mesures aux rayons X pour étudier la réaction. Et bien sûr, le carbure de silicium a réagi avec l’eau et il a formé des diamants et de la silice.
Schéma du principe d’une cellule à enclumes de diamant. (Wikimédia)
Gros plan sur les surfaces de pressage de la cellules à enclumes de diamant. (Dan Shim/ ASU)
Ensuite, ils ont simulé comment cela fonctionnerait à l’échelle d’une planète. Selon l’équipe, une planète riche en carbone et sans eau commencerait par un noyau fait d’un alliage fer-carbone, enveloppé d’un manteau de carbure de silicium et surmonté d’une fine couche de graphite recouvrant la surface de la planète.
Une fois l’eau ajoutée, par exemple à la suite d’une collision avec un astéroïde, la composition changeait. Une épaisse couche de diamant et de silice se formerait dans le manteau supérieur au-dessus du carbure de silicium, tandis que la croûte serait plutôt constituée de silicate.
Avant que vous ne rêviez d’une vie extraterrestre s’épanouissant sur ces mondes dominés par les diamants, l’équipe affirme que de telles planètes ont peu de chances d’être habitables. C’est parce que, contrairement au manteau liquide de la Terre, celui en diamant serait trop dur pour être géologiquement actif. Cela ne serait donc pas propice à une atmosphère habitable.
Selon Harrison Allen-Sutter, auteur principal de l’étude :
Indépendamment de l’habitabilité, c’est une étape supplémentaire pour nous aider à comprendre et à caractériser nos observations toujours plus nombreuses et améliorées des exoplanètes. Plus nous en apprendrons, mieux nous serons en mesure d’interpréter les nouvelles données des futures missions à venir comme le télescope spatial James Webb et le télescope spatial romain Nancy Grace pour comprendre les mondes au-delà de notre propre système solaire.
L’étude publiée dans Planetary Science Journal : Oxidation of the Interiors of Carbide Exoplanets et présentée sur le site de l’université d’état Arizona : Carbon-rich exoplanets may be made of diamonds.