À la surface des planètes géantes gazeuses, l’hydrogène est un gaz. Mais entre cette couche gazeuse et l’hydrogène métallique liquide du noyau de la planète se trouve une couche d’hydrogène sombre, selon une équipe de physiciens dirigée par le Dr Alexander Goncharov de la Carnegie Institution of Washington et le Dr Stewart McWilliams, scientifique de l’Université d’Edimbourg.
Une illustration de la couche d’hydrogène sombre que le laboratoire de l’équipe indique être trouvée sous la surface des géantes gazeuses comme Jupiter. Crédit image : Stewart McWilliams.
En utilisant une cellule d’enclume en diamant chauffée au laser pour créer les conditions susceptibles d’être trouvées à l’intérieur des géantes gazeuses, le Dr McWilliams, le Dr Goncharov et leurs collègues ont sondé la physique de l’hydrogène sous une gamme de pressions allant de 10 000 à 1,5 million de fois la pression atmosphérique normale et jusqu’à 10 000 degrés Fahrenheit (5 538 degrés Celsius).
Les scientifiques ont découvert un état intermédiaire inconnu jusqu’alors entre le gaz et le métal, qu’ils ont appelé “hydrogène sombre”.
Selon l’équipe, l’hydrogène sombre ne reflète ni ne transmet la lumière visible, mais transmet le rayonnement infrarouge, ou la chaleur.
“Cette observation expliquerait comment la chaleur peut facilement s’échapper des planètes géantes gazeuses comme Saturne “, a déclaré le Dr Goncharov.
Les physiciens ont également découvert que l’hydrogène noir est quelque peu métallique, ce qui signifie qu’il peut conduire un courant électrique, bien que faiblement.
Cela signifie qu’il pourrait jouer un rôle dans le processus par lequel l’hydrogène métallique barattant dans les noyaux planétaires des géantes gazeuses produit un champ magnétique autour de ces corps, de la même manière que le mouvement du fer liquide dans le noyau de la Terre a créé et maintient notre propre champ magnétique.
“Cette couche d’hydrogène sombre était inattendue et ne correspondait pas à ce que les recherches de modélisation nous avaient amenés à croire sur le passage de l’hydrogène gazeux à l’hydrogène métallique à l’intérieur des objets célestes”, a expliqué le Dr Goncharov.
Les résultats sont publiés en ligne dans l’édition du 24 juin de la revue Physical Review Letters.
