Des anneaux concentriques géants découverts dans l’atmosphère de Vénus il y a 15 ans

Un groupe d’astronomes, dirigé par Gourav Mahapatra de l’Université de technologie de Delft, a pris une série d’images prises en 2010 par le télescope William Herschel dans les îles Canaries et a découvert quelque chose qui n’avait jamais été observé auparavant : une série d’anneaux concentriques gigantesquesétendu à l’échelle planétaire, caché dans le lumière polarisée reflété par l’atmosphère de Vénus.

Le résultat publié le Le journal des sciences planétaires non seulement révèle une structure atmosphérique de la planète jamais observée auparavant, mais ajoute une confirmation supplémentaire à l’existence d’un comportement de la planète non encore compris : son capacité à générer d’énormes vagues qui traversent toute l’atmosphère.

Comprendre comment ces ondes naissent et se propagent mécanismes qui régulent le transport de l’énergie et de la chaleur dans l’atmosphère vénusienne est donc fondamental pour comprendre pourquoi Vénus, bien qu’elle soit si semblable en taille à la Terrea développé des caractéristiques climatiques et atmosphériques si différentes.

L’atmosphère de Vénus est composé pour le 96 % de dioxyde de carboneavec nuages ​​d’acide sulfurique qui commencent vers 45-50 km d’altitude. En surface, la pression est 92 fois supérieure à celle de la Terre (comparable à celle trouvée à environ 900 mètres de profondeur dans le Les océans de la Terre) et la température est environ 460°C.

Une des particularités de l’atmosphère vénusienne concerne le comportement de ses nuages ​​élevés (65-70 km) qui ils tournent beaucoup plus vite que la planète elle-mêmeun phénomène appelé superrotation. Alors que Vénus met 243 jours terrestres pour accomplir une révolution sur lui-même, ses nuages ​​le font en seulement 4-5 jours, poussés par vents jusqu’à 360 km/h. En surface, cependant, le vent est très faible, de seulement quelques kilomètres par heure.

Les anneaux sont la signature d’une onde invisible à la lumière normale

Les astronomes qui ont observé Vénus en 2010 ont utilisé un appareil expérimental appelé Expo (Extreme Polarimeter), conçu pour mesurer la polarisation de la lumière. Les chercheurs qui ont repris ces observations ont été incités à revoir les données par une découverte arrivée entre-temps d’une autre mission.

L’enquête japonaise Akatsukien orbite autour de Vénus depuis 2015, grâce à ses instruments infrarouge et ultraviolet, avait en effet photographié directement une vague stationnaire géante en forme d’arc 10 000 km de large au-dessus de la surface de la planète. C’était une preuve directe que Vénus peut générer des phénomènes d’ondes à l’échelle planétaire.

Dans l’étude, les chercheurs ont simulé par ordinateur ce qui devrait produire une éventuelle onde de lumière polarisée qui traverse et se propage dans l’atmosphère de la planète.

Lorsque la lumière du soleil traverse l’atmosphère de Vénus et est réfléchie dans l’espace, elle arrive également partiellement polariséc’est-à-dire que ses ondes électromagnétiques commencent à osciller avec une orientation préférentielle. Petit variations de la densité de l’atmosphèrecomme ceux produits par une onde qui se propage, modifient légèrement cela degré de polarisationlaissant un motif observable même lorsque l’onde elle-même n’est pas détectable aux fréquences de la lumière visible.

Les simulations informatiques réalisées par les chercheurs montrent que variations de la densité atmosphérique entre 5 et 10% produits par ondes de gravitésuffisent à reproduire fidèlement les anneaux concentriques observés dans les données de 2010. Ces ondes sont générées lorsqu’une masse d’air est déplacée verticalement et que la gravité la tire vers le bas.

En cartographiant point par point la polarisation sur le disque de la planète, la structure des anneaux se dessine. En comparant les résultats des simulations avec les observations indépendantes réalisées en 2010, les chercheurs ont pu confirmer l’existence de ces ondes qui se propagent sur toute la surface vénusienne.

L’atmosphère de Vénus est plus dynamique qu’on ne le pensait

Cette découverte s’inscrit dans un contexte qui remodèle la dynamique de l’atmosphère de Vénus. Ces dernières années, en fait, les preuves se sont accumulées phénomènes ondulatoires très différents qui traversent les nuages ​​de la planète.

Outre l’onde stationnaire photographiée par Akatsuki, une autre étude de l’Université de Tokyo, publiée le Journal de recherche géophysique : Planètes en 2026 (toujours à partir d’images de l’Akatsuki), a par exemple identifié un saut hydraulique large équatorial 6 000 km le long de l’équateur, phénomène également observé sur Terre et qui se produit lorsqu’un écoulement passe brusquement d’un état rapide et mince à un état lent et profond. Sur Vénus le un changement soudain de vitesse dans la circulation des nuages ​​bas génère un fort courant ascendant ce qui pousse les vapeurs d’acide sulfurique plus haut, où elles se condensent en une épaisse bande de nuages ​​visibles depuis l’orbite.

Les anneaux concentriques du Mahapatra découverts dans les données polarimétriques de 2010 ajoutent au tableau général qui se dessine de l’atmosphère vénusienne, celui de une atmosphère beaucoup plus riche et turbulente de dynamique des vagues que ce qui avait été estimé auparavant par les scientifiques.

Une nouvelle sonde qui arrivera à la surface de Vénus

La sonde DAVINCI (Atmosphère profonde de Vénus Enquête sur les gaz rares, la chimie et l’imagerie) est une nouvelle mission de la NASA avec lancement prévu en 2029 qui aura pour but de découvrir de nouveaux indices sur l’atmosphère vénusienne.

Après deux survols rapprochés de la planète en 2030 pour l’imagerie haute résolution des nuages ​​dans l’ultraviolet et l’infrarouge, il lâchera en 2031 un sonde de descente appelée Zéphyr Que il traversera toute l’atmosphère jusqu’à la surfaceen mesurant directement la composition chimique des gaz (en particulier les gaz rares, utiles pour comprendre comment l’atmosphère s’est formée et évoluée) et en prenant les premières images rapprochées du terrain montagneux d’Alpha Regio, un type de sol formé de roches très anciennes situé à environ 1 à 2 kilomètres plus haut que les plaines de lave environnantes.