Les sub-Neptunes représentent le type d'exoplanète le plus fréquemment détecté, mais leurs masses et rayons observés ne permettent pas de déterminer clairement leur structure interne. L'une des hypothèses est que ces planètes présentent des intérieurs composés de silicate et de fer, avec des atmosphères dominées par l'hydrogène, les qualifiant ainsi de « nains gazeux ». Si ces nains gazeux possèdent des cœurs fondus, les interactions entre ces océans de magma et leurs atmosphères pourraient générer des signatures d'observation uniques. Ces signatures pourraient nous aider à mieux comprendre leur structure intérieure, leur histoire, ainsi que les tendances de leur population, tout en clarifiant certaines incertitudes liées à leur classification.
L'étude évalue les conditions nécessaires pour que les sub-Neptunes restent en état de fusion. Grâce à un modèle évolutif couplant les conditions internes et climatiques appelé PROTEUS, les chercheurs ont pu définir une notion intéressante : la « ligne de solidification ». Il s'agit d'une limite qui sépare les nains gazeux fondus de ceux qui sont solidifiés, en fonction de l'énergie reçue de leur étoile. Les résultats indiquent que 98 % des sub-Neptunes détectées se trouvent dans une zone de paramètres suggérant qu'elles possèdent des océans de magma permanents, à condition d'être effectivement des nains gazeux. Cette constatation soulève des questions fascinantes sur les conditions sous lesquelles ces planètes pourraient rester en fusion durant leur évolution.
Cependant, la composition de leur manteau et le rapport de carbone et d'hydrogène dans leur atmosphère peuvent influencer la durée de vie de ces océans de magma. Les planètes ayant des manteaux oxydants et des atmosphères riches en carbone sont peu susceptibles d'avoir des rayons compatibles avec la classification des sub-Neptunes. Ainsi, l'idée que la majorité des sub-Neptunes soient des nains gazeux avec des océans de magma permanents se renforce. Cette recherche incite à explorer plus avant les interactions potentielles entre ces intérieurs fondus et les atmosphères qui les surmontent, ouvrant la porte à des campagnes d'observation visant à identifier des signatures claires de ces interactions. Cela pourrait considérablement enrichir notre compréhension des mécanismes qui régissent la dynamique interne de ces fascinantes exoplanètes.
Retrouvez l'article scientifique au complet (en anglais) ici : Most Rocky Sub-Neptunes are Molten: Mapping the Solidification Shoreline for Gas Dwarf Exoplanets
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