lundi 23 avril 2018

Uranus pue l'oeuf pourri


Uranus pue l'oeuf pourri. Ou si vous préférez, la belle bleue fouette l'odeur acre de nos plus sympathiques geysers ou des plus pénibles boules puantes de nos cancres d'antan. Des astronomes viennent en effet de mesurer la quantité de sulfure d'hydrogène (H2S) présent dans l'atmosphère d'Uranus, et il y en a suffisamment pour que ça ne sente pas la rose, ce qui permet de déduire certains éléments sur la formation de la géante glacée...




C'est à l'aide du spectrographe monté sur le télescope Gemini North à Hawaï que les astronomes menés par Patrick Irwin (University of Oxford, UK), ont analysé la composition du sommet des nuages d'Uranus. Ils publient aujourd'hui leurs résultats dans Nature Astronomy. Des indices de la présence de sulfure d'hydrogène avait déjà été trouvés dès les années 1990 dans l'atmosphère d'Uranus, via la détection d'hydrosulfure d'ammonium (NH4SH) mais la molécule H2S n'avait pas été détectée directement.
Patrick Irwin et ses collègues ont observé les nuages d'Uranus dans le proche infra-rouge (entre 1,57 et 1,59 µm). A ces longueurs d'ondes, il existe des bandes d'absorption faibles dans la lumière du Soleil réfléchie par le sommet des nuages d'Uranus où l'absorption due à d'autres gaz est négligeable. Par chance, les données de laboratoire des structures spectrales d'absorption des volatiles clés que sont le méthane, l'ammoniac et le sulfure d'hydrogène ont récemment été grandement améliorées, donnant une opportunité aux astronomes britanniques pour identifier la composition des nuages d'Uranus.

Irwin et son équipe trouvent une abondance en H2S au sommet des nuages comprise entre 0,4 et 0,8 ppm, ce qui leur permet de déduire une limite inférieure pour l'abondance de sulfure d'hydrogène dans toute l'atmosphère d'Uranus de l'ordre de 1.0 à 2.5×10−5 en fraction molaire. La détection de H2S gazeux à ces niveaux de pression fait dire aux chercheurs que le principal constituant des nuages qui ont une pression de l'ordre de 3 bars serait de la glace de sulfure d'hydrogène.

La puanteur d'Uranus est certes amusante, mais la présence de H2S dans les nuages d'Uranus est surtout intéressante du fait qu'il s'agit d'une grosse différence avec les autres planètes gazeuses de notre système, surtout Jupiter et Saturne, qui ne montrent que très peu de sulfure d'hydrogène dans leurs nuages, mais plutôt de l'ammoniac. Vous me direz, c'est pas mieux au niveau odeur. 
Il se trouve que le sulfure d'hydrogène se solidifie à une température plus basse que l'ammoniac. Il est donc plus probable que des cristaux de glace de sulfure d'hydrogène aient été abondants dans la zone éloignée du jeune système solaire où ils ont pu s'agglomérer pour former des planètes. En d'autres termes, la détection de H2S dans Uranus indique qu'elle s'est bien formée plus loin du Soleil que Jupiter et Saturne.

Les géantes gazeuses (Jupiter et Saturne) et les géantes glacées (Uranus et Neptune) auraient donc bien eu accès à différents réservoirs de matériaux lors de leur naissance dans les premiers temps du système solaire.

Source

Detection of hydrogen sulfide above the clouds in Uranus’s atmosphere
Patrick G. J. Irwin, Daniel Toledo, Ryan Garland, Nicholas A. Teanby, Leigh N. Fletcher, Glenn A. Orton & Bruno Bézard
Nature Astronomy (23  avril 2018)
http://dx.doi.org/10.1038/s41550-018-0432-1


Illustration

Uranus (deux fois), imagée par la sonde Voyager 2, montrant des nuages de sulfure d'hydrogène (NASA)