ANR OSSO BUCO
Outer Solar System Objects with large Bulk Carbon COntent
Financement : ANR PRC, (référence 270840)
Coordinateur: Bruno Reynard, LGL-TPE
Établissement porteur : CNRS
Durée : 2024 – 2027
Résumé du projet
Les lunes et les planètes naines ont été témoins des premières étapes de la formation du système solaire externe. Les compositions classiques, un mélange silicate-sulfure de fer, sont incompatibles avec les faibles densités déduites pour le noyau rocheux (2400-2500 kg/m3) de Titan, Encelade, Dione et Cérès. Nous avons proposé que les compositions incluant le composant carbone fournissent un modèle viable pour les faibles densités des noyaux réfractaires. Les modèles indiquent des fractions de matière organique riche en carbone allant jusqu’à 25 % en poids (~40 % en volume) dans les noyaux réfractaires, ce qui donne des rapports C/Si et C/O proches de ceux du Soleil.
La formation de petites planètes riches en carbone est un scénario jusqu’ici inexploré. L’évolution métamorphique et thermique d’un noyau riche en carbone diffère de celle d’un noyau de silicate-sulfure. Il peut libérer des fluides riches en carbone dans les couches glacées externes et peut alimenter une activité prébiotique, une étape cruciale pour l’origine de la vie si des planètes naines comme Cérès ont été accrétées à la Terre dans le vernis tardif. Avec cette composante majeure riche en carbone, la structure actuelle des grands objets du système solaire externe est liée 1) à la composition par le biais des rapports C/Si (le rapport entre la matière carbonée et les silicates-sulfures dans le noyau) et C/O (avec l’oxygène provenant des silicates et de la glace dans le corps planétaire), et 2) à l’augmentation de la densité associée aux réactions se produisant à température croissante dans la matière carbonée. Nous proposons une approche expérimentale et géodynamique pour explorer la gamme de composition plausible et l’évolution thermique de ces corps riches en carbone, et proposer des observables permettant de définir les modèles les plus valides et définir les conditions de formation de ces corps dans la nébuleuse, entre lignes de “glace” et de “suie”.