La pluie de diamants pourrait être plus courante dans l’univers que nous le pensions

Le ciel des planètes glacées du cosmos pourrait être rempli de diamants. Les composés de carbone comprimé peuvent se transformer en diamants à des températures moins extrêmes que celles que les chercheurs pensaient nécessaires, ce qui pourrait faire de la pluie de diamants un phénomène courant à l’intérieur des géantes de glace.

Dans le passé, les expériences en laboratoire ont semé la confusion quant aux conditions dans lesquelles des diamants pourraient se former à l’intérieur de géantes de glace comme Uranus et Neptune. Il existe deux types d’expériences pour étudier ce problème : les expériences de compression dynamique, dans lesquelles les composés carbonés sont soumis à un choc soudain, et les expériences de compression statique, dans lesquelles ils sont placés dans une chambre et comprimés progressivement. Jusqu’à présent, les expériences de compression dynamique nécessitaient des températures et des pressions beaucoup plus élevées pour former des diamants.

Mungo Givre au SLAC National Accelerator Laboratory en Californie et ses collègues ont réalisé une nouvelle série d’expériences utilisant la compression statique mais le chauffage dynamique, comprimant le polystyrène – le même polymère utilisé pour fabriquer la mousse de polystyrène – en en le serrant entre deux diamants puis en le frappant avec des impulsions de rayons X. Ils ont observé que les diamants commençaient à se former à partir du polystyrène à des températures d’environ 2 200 °C et à des pressions d’environ 19 gigapascals, des conditions similaires à celles des intérieurs peu profonds d’Uranus et de Neptune.

Ces pressions sont bien inférieures aux pressions jugées nécessaires à la formation du diamant dans des expériences antérieures utilisant la compression dynamique. La réaction a pris plus de temps que les expériences de compression dynamique habituellement menées, ce qui pourrait expliquer pourquoi de telles expériences n’ont pas détecté la formation de diamants à basse pression. «Cela n’était pas d’accord avec les résultats établis et ce n’était pas ce à quoi nous nous attendions, mais cela s’intégrait bien et liait en quelque sorte le tout», explique Frost. « Il s’avère que tout cela était dû à des échelles de temps différentes. »

Cela pourrait signifier que des pluies de diamants sont possibles sur des planètes plus petites que ce que nous pensions auparavant. Sur les quelque 5 600 exoplanètes confirmées, les chercheurs ont calculé que plus de 1 900 pourraient connaître des pluies de diamants.

Cela signifie également qu’au sein du système solaire, les diamants pourraient se former à des profondeurs moins profondes que nous le pensions, ce qui pourrait modifier notre compréhension de la dynamique de l’intérieur des planètes géantes. Cette formation moins profonde pourrait permettre à la pluie de diamants de traverser une couche de glace en s’enfonçant vers le centre de ces planètes. Cela affecterait à son tour les champs magnétiques des mondes glacésqui sont complexes et mal compris.