Publié le 4 novembre 2026 à 17h33 - Dernière mise à jour le 4 novembre 2026 à 17h33
En sondant indirectement les profondeurs des atmosphères d’Uranus et de Neptune, une équipe internationale de scientifiques met en évidence un contraste important dans leur composition chimique. Neptune apparaît nettement plus enrichie en oxygène qu’Uranus. Ces résultats suggèrent que les deux géantes de glace pourraient s’être formées dans des régions différentes du Système solaire primitif avant d’atteindre leurs orbites actuelles, remettant en question l’idée d’une origine commune pour ces deux planètes souvent considérées comme jumelles.
Uranus et Neptune sont les planètes les moins explorées du Système solaire. Seule la sonde Voyager 2 les a survolées, respectivement en 1986 et 1989. Pourtant, comprendre leur origine constitue un enjeu majeur pour la planétologie : les planètes de taille comparable représentent plus de la moitié des quelques 6 000 exoplanètes découvertes à ce jour.
Pour retracer l’histoire de ces deux mondes, les scientifiques cherchent notamment à connaître la composition de leurs couches profondes, inaccessibles aux observations directes, dû entre autres aux nombreuses couches nuageuses se succédant. Ils doivent alors identifier des traceurs capables d’en révéler indirectement la composition. C’est notamment le cas du monoxyde de carbone (CO). Produit ou présent dans les couches profondes de l’atmosphère, celui-ci peut être transporté au travers de multiple couches nuageuse, vers des altitudes accessibles aux observations. Sa concentration fournit ainsi une fenêtre sur des régions situées très en dessous des nuages visibles.
Dans cette nouvelle étude, une équipe internationale de chercheurs a combiné des modèles numériques décrivant la chimie et le transport atmosphériques avec des observations récentes du monoxyde de carbone, notamment obtenues grâce à l’interféromètre ALMA*. Cette approche a permis de contraindre le rapport entre les abondances du carbone et de l’oxygène (C/O) dans les profondeurs d’Uranus et de Neptune. Ce rapport constitue une empreinte chimique des matériaux à partir desquels ces planètes se sont formées.
Comme avancé dans des travaux précédents, Neptune apparaît sensiblement plus riche en oxygène qu’Uranus. En combinant ces estimations aux abondances en carbone, cette différence conduit à des rapports C/O plus faibles sur Neptune, bien que les plages de valeurs possibles se recouvre entre les deux planètes. Cette différence est difficile à expliquer si les deux planètes se sont constituées à partir de matériaux de même composition dans une région similaire du disque de gaz et de poussières qui entourait le jeune Soleil.
En confrontant ces résultats à un modèle décrivant l’évolution chimique du Système solaire primitif, les scientifiques montrent qu’Uranus et Neptune pourraient avoir connu des histoires de formation distinctes. Uranus aurait pu se former relativement loin du Soleil, à proximité de son orbite actuelle, tandis que Neptune aurait émergée initialement plus près du Soleil, dans une région où les matériaux solides étaient davantage enrichis en oxygène, avant de migrer vers son orbite actuelle. La formation conjointe et les déplacements de ces planètes au sein du système solaire primitif restent cependant à éclaircir.
Ces nouveaux résultats ne permettent ainsi pas encore de reconstruire définitivement l’histoire des deux planètes. La circulation verticale dans leurs atmosphères profondes reste notamment une source importante d’incertitude. De nouvelles observations seront essentielles pour mieux contraindre la composition profonde de ces planètes et tester ces scénarios. Une mission d’exploration dédiée aux géantes de glace, telle que le concept Uranus Orbiter and Probe (UOP), désignée en 2023 comme la mission prioritaire pour la décennie à venir par l’académie des sciences
américaine (National Academy of Science), permettrait de lever davantage le voile sur l’origine de ces mondes encore largement méconnus.
La rédaction
*En astronomie, l’interférométrie est une technique qui consiste à combiner les signaux recueillis simultanément par plusieurs télescopes afin d’obtenir une meilleure précision de mesure. L’interféromètre ALMA, situé dans le désert d’Atacama au Chili, en compte 66
À propos du LAM
Le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille est une unité de recherche (CNRS / Aix-Marseille Université / CNES) spécialisée dans l’étude de l’Univers, le développement d’instrumentation de pointe et l’analyse des grandes données astrophysiques. Le laboratoire est impliqué dans de nombreux projets nationaux et internationaux et contribue activement à la diffusion des connaissances scientifiques.
À propos d’amU
Première université francophone avec 84 000 étudiants et 8 500 personnels, Aix Marseille Université (amU) délivre plus de 1 000 diplômes au sein de ses 17 facultés, écoles et instituts de formation. Ses 54 sites, implantés sur 4 départements et 10 villes, constituent un atout considérable pour le développement économique du territoire. Université de recherche intensive, labélisée Initiative d’Excellence, amU abrite 123 structures de recherche, 13 écoles doctorales et 21 instituts d’établissement interdisciplinaires. Université socialement engagée, elle agit en faveur de la diversité, de l’inclusion et de la lutte contre la précarité. Dans un monde en constante évolution, elle s’investit pleinement dans sa mission : accompagner les réussites collectives et individuelles qui participent au progrès de la société.
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