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L'atmosphère de Vénus est si épaisse qu'elle ralentit sa rotation

Des simulations informatiques montrent que la période orbitale variable de la planète pourrait bien être causée par la grande viscosité de son atmosphère.

Daniel Oberhaus

Daniel Oberhaus

Image: NASA

Vénus, souvent considérée comme la planète jumelle de la Terre, est un puis de questions pour les scientifiques planétaires. Même si elle a pu un jour héberger de l’eau en surface, Vénus est devenue une planète infernale avec des températures dépassant 425 degrés Celsius, probablement à cause d’un effet de serre galopant. Son atmosphère toxique contient des points noirs mystérieux dont les scientifiques pensent qu’ils indiquent la présence de bactéries extraterrestres.

Mais une des plus grandes énigmes de Vénus reste sa période de rotation, qui s’accélère peu à peu. Deux mesures prises à 16 ans de différence dans les années 90 et 2000 indiquent que la longueur d’une journée sur la planète a diminué de presque 7 minutes, ce qui n’est pas énorme si on considère qu'il faut 243 journées terrestres pour boucler une rotation. Néanmoins, impossible pour les scientifiques d’expliquer ces variations. Une nouvelle étude publiée dans Nature Geoscience montre qu'elles pourraient être causées par la pression qu'exerce l'atmosphère épaisse de la planète sur ses montagnes.

En 2015, la sonde Akatsuki de l’agence spatiale japonaise a observé une vague longue de presque 10 000 kilomètres dans l’atmosphère vénusienne au-dessus de la région montagneuse d’Aphrodite, qui atteint une altitude d’environ 5 kilomètres. Une découverte remarquable et doublée d'une observation encore plus étrange : la vague était immobile. L’atmosphère de Vénus fait le tour de la planète tous les quatre ours, poussée par des vents se déplaçant à plus de 320 km/h. Cependant, pour une raison mystérieuse, la vague n’est absolument pas affectée par ce phénomène.

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Cette vague atmosphérique a été interprétée comme une onde de gravité, similaire à celle de l’atmosphère terrestre. Comme expliqué par la NASA, les ondes de gravité apparaissent lorsque « la force ascensionnelle pousse l’air vers le haut et la gravité le ramène vers le bas », ce qui déclenche des perturbations notables dans l’atmosphère. Mais comme le scientifique planétaire Thomas Navarro et ses collègues l’écrivent dans leur papier, « la raison pour laquelle de telles ondes de gravité sont générées sur Vénus reste incertaine ».

Si l'on s’en tient aux connaissances scientifiques actuelles, une telle vague de gravité ne devrait pas être possible. L’atmosphère sur Vénus possède une couche basse « neutre » et assez stable qui n’aurait pas du permettre à une vague de gravité de se propager à la partie supérieure de l’atmosphère vénusienne. De plus, la vague de gravité n’apparaît que pendant la journée sur Vénus, le plus souvent l’après-midi.

La modèle physique standard pour simuler l’atmosphère de Vénus (connu sous le nom de modèle de circulation générale de l’Institut Pierre-Simon Laplace ou par son abréviation IPSL GCM) prend en compte toutes les propriétés physiques connues de Vénus, mais il n’a jamais produit une vague de gravité comme celle observée par Akatsuki. Enfin, presque : en 2015, suite à la découverte de l’immense vague de gravité par la sonde japonaise, la simulation a été dotée d'un « modèle grossier de l’atmosphère » de Vénus qui a engendré une vague de gravité planétaire.

Pour aborder le mystère de la vague de gravité vénusienne, Navarro et ses collègues ont voulu réviser ce modèle rudimentaire en lui ajoutant de la physique atmosphérique réaliste et la topographie de la surface de Vénus. Une fois ces éléments ajoutés à la simulation, les chercheurs ont découvert que la vague de gravité pourrait être responsable de la poussée de l’air par dessus les montagnes. Et chose incroyable, les résultats suggéraient également que ces vagues de gravité « contribuaient largement à la force atmosphérique qui s'exerce sur la surface de la planète. »

Les chercheurs estiment que les vagues de gravité dans l’atmosphère vénusienne sont responsables du changement du taux de rotation de la planète de 2 minutes par 243 journées terrestres. Cependant, cette prise de vitesse est compensée par la rotation atmosphérique aux niveaux supérieurs de l’atmosphère et les effets du soleil sur la pression atmosphérique. L’interaction de ces facteurs pourrait expliquer pourquoi la vitesse de rotation de Vénus est à ce point variable.

L’étude de Navarro et son équipe tonifie le débat concernant la nécessité de missions vers Vénus. Navarro insiste : pour mieux comprendre la rotation singulière de notre voisine, des observations à long terme de l’onde de gravité et que des mesures internes de Vénus sont nécessaires.

« Nous ne savons rien de la composition interne de Vénus » a affirmé Navarro à Cosmos Magazine. « C’est très frustrant car Vénus est la planète la plus proche de la Terre en terme de taille, mais nous n’avons aucune information sur ce qui se trouve à l’intérieur. »

On vous l'avait déjà dit : l’heure est venue de considérer sérieusement la construction de villes dans les nuages au-dessus de Vénus.