manteau

À l'intérieur de la Terre, entre 660 et 2900 kilomètres de profondeur, se trouve une couche appelée manteau inférieur. La pression y atteint 1,3 million d'atmosphères et la température est comparable à celle de la surface du Soleil.

La croûte de glace de Triton ressemble à une porte verrouillée menant à une cave où l'eau clapote derrière le mur. Nous ne pouvons pas l'ouvrir, mais nous pouvons coller notre oreille et écouter l'écho des pas : comment le champ magnétique de Neptune résonne dans l'épaisseur du satellite, comment la glace tremble sous des impacts lointains.

Un fleuve dessiné sur une carte n'est toujours qu'une ligne. Mais placez-vous sur la rive, et vous verrez : dans le lit, il y a des courants plus rapides, des tourbillons, des bras qui tantôt se rejoignent, tantôt se séparent. La toile cosmique est comme ce fleuve, mais fait de matière noire, et jusqu'à récemment, les astronomes la dessinaient d'un seul trait.

Dans les profondeurs d'une sub-Neptune, où la pression atteint cent mille bars et la température quatre mille degrés, la roche se comporte comme une soupe bouillante. Les vapeurs lourdes de silicium et de magnésium s'élèvent, refroidissent et retombent en pluie de particules solides.

Lorsque le télescope James Webb décompose la lumière d'une exoplanète lointaine en spectre, il lit une chronique chimique. Mais cette chronique n'est pas une vérité monolithique : c'est une atmosphère sans cesse réécrite par le rayonnement de l'étoile.

L'énigme de la vallée du rayon — cette chute brutale du nombre d'exoplanètes d'environ 1,8 rayon terrestre — hante les astronomes.

Depuis près d'un siècle, la sismologie reste le principal « rayon X » de la planète, sondant les profondeurs par le biais des ondes élastiques. Mais les neutrinos — ces particules fantômes prédites par Wolfgang Pauli — offrent un autre regard.

Le champ magnétique terrestre ressemble à un bouclier invisible qui nous protège des radiations cosmiques. Mais si l'on observe son motif moyen sur une longue période, on remarque que ce bouclier n'est pas parfaitement lisse — il a ses propres « coutures » et « rapiéçages ».

À des centaines d'années-lumière de nous, il existe une planète qui ressemble à un miroir géant. LTT9779b réfléchit la majeure partie de la lumière qu'elle reçoit — bien plus que ce que l'on pourrait attendre d'un corps de la taille de Neptune. Les astronomes se sont longtemps demandé ce qui la rendait si brillante : une brume métallique dense ou une couche de nuages.

Une planète rocheuse incandescente ressemble à une casserole de soupe bouillante, sauf que son couvercle est l'atmosphère. Les gaz s'échappent du magma, enveloppent le monde d'une couverture dense et influencent eux-mêmes la vitesse à laquelle le corps céleste se refroidit.

La jeune Terre était une boule bouillante de roche liquide, tandis que Théia, qui l'a percutée, avait eu le temps de refroidir et de se solidifier.

Dans les profondeurs de l'océan, là où la lumière ne parvient pas, naît un plan pour capturer des particules qui n'interagissent presque avec rien. Les géoneutrinos, de minuscules messagers venus du manteau incandescent, sont émis lors de la désintégration de l'uranium et du thorium.

Au plus profond sous nos pieds, dans le manteau incandescent, le fer mène une double vie. Il peut être bivalent ou trivalent — comme une pièce qui retombe sur pile ou face. De quel côté penche la balance dépend la quantité d'oxygène qui reste dans l'enveloppe rocheuse de la planète et celle qui part dans le noyau.

Le jeune super-Jupiter exoplanète TWA5B – une boule incandescente de 25 masses joviennes – flotte à une cinquantaine d'années-lumière de nous. Sa faible lueur infrarouge a longtemps masqué sa composition chimique.

Quand un télescope capte la lumière d'une naine blanche lointaine, le spectrographe y décèle parfois des éléments lourds — calcium, fer, magnésium. Ces métaux n'ont pas pu rester dans la fine atmosphère du vestige stellaire ; ils sont la trace de débris planétaires récemment tombés.

Si l'on ne remue pas un cocktail en couches, le sirop lourd descend au fond. Une jeune planète est un océan bouillonnant de roche en fusion. En refroidissant, des minéraux s'y cristallisent : certains, comme le fer, deviennent plus lourds et coulent, d'autres flottent. On pourrait penser qu'une couche dense s'accumule près du noyau.

Les astronomes ont pointé James Webb vers l'exoplanète rocheuse LHS 3844 b — un monde autour d'une étoile lointaine, où l'année ne dure que 11 heures. La planète est toujours tournée du même côté vers son étoile : sur la face diurne, une chaleur permanente de 770°C règne, tandis que la face nocturne est plongée dans l'obscurité glaciale.

Le champ magnétique d'une planète ressemble à un bouclier invisible : il capture les particules chargées du vent solaire et s'étire derrière la planète en une longue traîne, comme une écharpe qui flotte.

Quand un boulanger pétrit sa pâte, chaque grain de farine peut révéler de quel moulin il vient. Il en va de même pour la Terre : la composition du fer dans ses profondeurs garde la mémoire de l'origine des fragments qui ont formé la planète.

La Terre, dans sa jeunesse, ressemblait à une ruche : elle grandissait en agrégeant d'innombrables blocs de pierre. Une fois la construction principale achevée, un essaim tardif de météorites s'est abattu sur la jeune planète – ce qu'on appelle le grand bombardement tardif.

Les planètes naissent de la poussière. Dans le disque qui entoure une jeune étoile, d'infimes grains de poussière se heurtent, s'agglutinent et grossissent peu à peu, comme une boule de neige qui dévale une pente.

Bien sous nos pieds, à des centaines de kilomètres de profondeur, se trouve une couche capable d'absorber l'eau comme une éponge. Les minéraux qui s'y trouvent — la wadsleyite et la ringwoodite — peuvent retenir jusqu'à 1 à 2 % de leur poids en eau dans leur réseau cristallin.

Le télescope Kepler William Borucki captait les faibles scintillements d'étoiles lointaines et a découvert des milliers d'planètes autour d'autres soleils. Parmi elles, un vide béant : il n'existe presque pas de mondes entre les sphères rocheuses et les géantes d'eau flasques.

Bien sous nos pieds, au centre même de la Terre, se trouve un noyau solide de fer. Mais il n'est pas fait de fer pur — il contient aussi des éléments plus légers, comme l'hydrogène. Comment l'hydrogène se répartit exactement à l'intérieur du noyau est resté longtemps une énigme.

Tout comme l'eau gèle en glace ou s'évapore, la forstérite dans le manteau terrestre, sous des pressions de milliers d'atmosphères, réassemble son motif atomique — telle un Rubik's Cube dont les faces se réorganisent en de nouvelles combinaisons.

Titan, découvert par Christiaan Huygens en 1655, ressemble à une toile sans cesse repeinte. Les impacts de poussière cosmique et d'astéroïdes y laissent des marques, des cratères.

La planète dont l'orbite est légèrement elliptique plonge à chaque révolution vers son étoile puis s'en écarte. L'attraction variable l'échauffe, et les roches solides fondent, se transformant en un océan de lave.

Le type de planète le plus courant dans notre Galaxie est celui des mondes rocheux autour d'autres étoiles, ou exoplanètes, enveloppés du gaz le plus simple, l'hydrogène. Leur contenu est resté un mystère jusqu'à ce que des scientifiques reproduisent en laboratoire les conditions de leurs entrailles.

Une jeune sub-Neptune est une cocotte-minute où l'hydrogène et la roche mijotent dans le même chaudron. Six masses terrestres, trois pour cent d'hydrogène en masse, une température interne supérieure à 4000 K.

La Lune garde un secret qui a troublé les planétologues pendant des décennies : sa composition isotopique est presque identique à celle de la Terre. Selon le modèle canonique de l'impact géant, la Lune aurait dû hériter de la majeure partie de la matière de l'impacteur Théia, une planète de la taille de Mars qui a percuté la jeune Terre.