Les mystérieuses montagnes de Vénus révélées par les nuages

En examinant les images de l’atmosphère de Vénus prises dans l’ultraviolet par la sonde Venus Express, des chercheurs ont découvert que les massifs montagneux provoquent des changements de luminosité des nuages en haute altitude. Au-dessus des sommets, l’atmosphère est plus brillante. De quoi mieux comprendre le fonctionnement de cette épaisse enveloppe atmosphérique où les vents moyens dépassent les 300 km/h.

Quand on admire l’étincelante Vénus dans un instrument (ce sera bientôt possible au crépuscule), on peut la découvrir sous ses différentes phases (croissant, quartier, gibbeuse…), selon sa position relative au Soleil et à nous. Mais il est impossible de distinguer sa surface qui, pourtant, possède des reliefs variés comme sa voisine la Terre… En effet, cette planète rocheuse, aussi grande que la nôtre, est enrobée d’une atmosphère très épaisse et opaque, riche en dioxyde de carbone (CO2). C’est d’ailleurs ce masque, uniforme dans le visible, qui fait son éclat et sa beauté légendaire.

Pour y voir plus clair, il a fallu attendre que des sondes spatiales s’y aventurent, certaines en orbite et d’autres s’enfonçant dans l’atmosphère jusqu’à même toucher le sol, où la pression est 900 fois supérieure à celle de la Terre, et les températures, dans un effet de serre intense, affichent en moyenne 460 °C. C’est dans les années 1990 qu’enfin, grâce à la mission Magellan et son radar, les astronomes ont pu mettre à nu cet astre qui porte le nom de la déesse romaine de l’Amour, et ainsi découvrir ses courbes en surface… Des montagnes — probablement des volcans —, des vallées, des plaines et aussi quelques cratères.

Toujours pour comprendre comment cette sœur jumelle de la Terre a pu mal tourner, d’autres vaisseaux s’y sont rendus ces dernières années : notamment Venus Express (en activité de 2006 à 2014) et, plus récemment, après quelques déboires, Akatsuki (depuis décembre 2015).

Vénus caméra VMC

Vénus imagée par la caméra VMC de la sonde européenne Venus Express avec un filtre ultraviolet à 365 nm, à quelque 33.000 km de distance (Source : ESA).

Une des caractéristiques les plus étonnantes de Vénus est sa « super-rotation ». Sur cette planète dont le jour est plus long que l’année (la rotation est de 243 jours terrestres et sa révolution est de 223 jours), l’enveloppe atmosphérique tourne en seulement… 4 jours. C’est en observant dans l’ultraviolet, où des irrégularités sont visibles, que les chercheurs ont pu constater et mesurer les déplacements rapides de ses nuages en haute altitude : 360 km/h (100 m/s).

Récemment, une équipe germano-franco-russe s’est penchée sur les huit années de données collectées avec la caméra VMC (Venus Monitoring Camera) de la mission européenne Venus Express (ESA), dont les capteurs sont sensibles à la lumière visible et en ultraviolet (UV). Ces chercheurs ont montré que les parties les moins sombres (en UV) du sommet des nuages, vers 70 km d’altitude, peuvent être liées aux reliefs de la planète, en l’occurrence Aphrodite Terra, une des plus hautes terres de Vénus avec Ishtar Terra. En outre, ils ont observé un ralentissement important des vents au niveau du massif montagneux : 82 m/s au lieu de 100 m/s en moyenne.

« C’est un peu comme si les nuages au-dessus de l’Himalaya étaient plus brillants qu’ailleurs, et qu’ils se déplaçaient moins vite » illustre Jean-Loup Bertaux, l’auteur principal de cette étude publiée dans le Journal of Geophysical Research. Toutefois, sur Vénus, il y a quelque 65 km entre le sol et ces nuages.

C’est aussi par analogie avec la Terre que le chercheur au Latmos et son équipe expliquent le phénomène : il est généré par des ondes de gravité. Des vagues d’air se propageant à la verticale après s’être heurtées aux excroissances du sol. « Lorsqu’elles arrivent un peu en dessous du sommet des nuages, leur mouvement vertical s‘arrête et elles déferlent brutalement, comme les vagues de la mer au bord du rivage. » Le ralentissement observé se produit un peu plus en aval des reliefs.

Vénus relief Magellan

En haut : carte géographique longitude-latitude du relief de Vénus, obtenue par le radar de la sonde Magellan (Source : NASA).

Ensuite, le vent réaccélère, ce qui « provoque au sommet des nuages un étirement de la masse d’air horizontale » et crée un vide aspirant l’air en dessous. Ces nuages plus sombres dans l’ultraviolet sont vraisemblablement chargés d’un composé non identifié qui absorbe ce rayonnement. Dans le communiqué du CNRS, le chercheur précise : « on soupçonnait déjà que la source de l’absorbant UV de Vénus venait d’en dessous : en voilà une nouvelle preuve éclatante, si l’on peut dire, quand il s’agit de nuages sombres ! ».

Indépendamment, l’instrument Spicav, qui peut détecter la vapeur d’eau (plus abondante sous les nuages), a relevé des concentrations plus élevées dans la même région que ces anomalies atmosphériques. Elle est donc, selon eux, aspirée en même temps que les composés absorbants d’UV.

Curieusement, le modèle français du Laboratoire de météorologie dynamique de l’atmosphère vénusienne ne présente pas ce phénomène observé par la sonde européenne, alors qu’il reproduit très bien la « super rotation ». « Cela demeure donc un objectif théorique stimulant de trouver l’ingrédient qui manque au modèle pour reproduire les observations. » indique Jean-Loup Bertaux.

L’hypothèse d’une interaction des ondes de gravité avec le vent horizontal avait déjà été proposée en 1985 après la descente dans l’atmosphère des ballons des missions russes Vega-1 et Vega-2. « [Ils] ne s’étaient pas comportés de façon identique durant leur dérive de deux jours à 53 km d’altitude. Le ballon de Vega-2, passant au-dessus du massif d’Aphrodite Terra, avait eu une trajectoire plus perturbée, et une dérive plus lente, que celle du ballon de Vega-1 qui, lui, était passé plus au nord de la montagne sur une région de plaine » note le chercheur.

Source : Futura-Sciences

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, les expositions « Initiation à l’astronomie » et « Promenade spatiale au fil des ondes« , ainsi que la page Astronomie/Physique.

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