Jupiter se serait-elle formée dans un environnement pauvre en eau ?

La thermochimie1  de Jupiter a été modélisée afin de reproduire les observations de monoxyde de carbone qui y ont été faites. Il s’agit d’une méthode indirecte qui permet de poser une contrainte sur l'abondance profonde en eau et donc l'abondance en oxygène de la planète.

La détermination de cette grandeur, qui nous informe sur les processus de formation des planètes géantes, a été l’un des programmes pilotes de la conception de la mission Juno. En outre, tandis que Juno semble mesurer une abondance légèrement super-solaire d'oxygène2 , les résultats nominaux indiquent que l'oxygène de Jupiter serait subsolaire3 .

Ce résultat ouvre ainsi la voie à deux possibilités. Soit l'oxygène est bien subsolaire et Jupiter s'est formée dans une région plutôt sèche de la nébuleuse protoplanétaire, soit il existe une couche radiative4  à plusieurs centaines de kbar qui agit et nous empêche d'avoir accès à la valeur profonde de l'oxygène. Une simulation a montré qu'une couche de cette nature permet de reproduire les observations avec un oxygène super-solaire5 .

Ce travail qui implique des scientifiques du CNRS-INSU (voir encadré) montre la complémentarité des différentes techniques pour la détermination de la composition profonde des planètes géantes : la cinétique chimique utilisée dans cette étude est une technique qui est complémentaire aux mesures in situ par spectrométrie de masse (Galileo) et par radiométrie (Juno). 

• 1L’étude de l’énergie thermique dans les processus chimiques et physiques.
• 2La barre d'erreur à 2-sigma englobe toutefois des valeurs subsolaires.
• 3Oxygène subsolaire : lorsque l’abondance d’oxygène est inférieure à la quantité d’oxygène dans le soleil.
• 4Couche de l’atmosphère dans laquelle la convection ne joue pas de rôle dans le transport vertical de la chaleur.
• 5Oxygène super-solaire : lorsque l’abondance de l’oxygène est supérieure à la quantité d’oxygène dans le soleil.