Comment l'hydrogène et le magma créent de l'eau dans les entrailles des planètes express
Parmi les exoplanètes, on trouve souvent des sub-Neptunes – des mondes un peu plus petits que Neptune. On les détecte par la méthode du transit (l'occultation de l'étoile), dont le pionnier fut William Borucki. On pensait auparavant que ces planètes étaient soit sèches et entourées d'hydrogène, soit humides, avec beaucoup d'eau. Les planètes humides seraient nées loin, là où la glace s'accumule, puis auraient migré vers leurs étoiles. La nouvelle expérience bouleverse ce schéma.
En laboratoire, on a comprimé un mélange d'hydrogène et de silicate fondu (du magma) à des milliers de degrés. Les profondeurs planétaires ont agi comme un four alchimique : l'hydrogène a arraché l'oxygène des minéraux, et de l'eau est née de la roche incandescente. Cette réaction est totale : le silicium part dans un alliage métallique, et chaque kilogramme de magma libère jusqu'à cent grammes d'eau – presque un demi-verre. La fraction massique d'eau a atteint des dizaines de pour cent, bien plus que les anciennes estimations basées sur des modèles de gaz parfait.
Cela signifie qu'une planète avec une atmosphère d'hydrogène et un océan de magma peut se transformer en monde aquatique sans quitter son orbite. L'analyse de l'atmosphère par spectroscopie (décomposition de la lumière) n'est désormais plus fiable pour déterminer le lieu de naissance. La détection d'eau ne prouve pas une migration – la planète a pu s'inonder elle-même. Les astronomes qui étudient les exoplanètes devront réécrire leurs biographies.
Un kilogramme de magma silicaté, après réaction avec l'hydrogène, peut libérer jusqu'à 100 grammes d'eau – soit presque un demi-verre de liquide né directement dans les entrailles de la planète.