Les scientifiques ont utilisé Venus Express de l'ESA pour caractériser pour la première fois la configuration des vents et des nuages ​​supérieurs du côté nocturne de Vénus, avec des résultats surprenants.

L'étude montre que l'atmosphère du côté nuit de Vénus se comporte très différemment de celle du côté de la planète faisant face au Soleil (le « côté jour »), présentant des types de nuages ​​inattendus et inédits, morphologies, et la dynamique - dont certaines semblent être liées à des caractéristiques à la surface de la planète.

"C'est la première fois que nous avons pu caractériser comment l'atmosphère circule du côté nocturne de Vénus à l'échelle mondiale, " déclare Javier Peralta de l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA), Japon, et auteur principal de la nouvelle étude publiée dans la revue Astronomie de la nature . "Alors que la circulation atmosphérique du côté jour de la planète a été largement explorée, il y avait encore beaucoup à découvrir sur le côté nuit. Nous avons constaté que les modèles de nuages ​​là-bas sont différents de ceux du jour, et influencé par la topographie de Vénus."

L'atmosphère de Vénus est dominée par des vents forts qui tourbillonnent autour de la planète bien plus vite que Vénus elle-même tourne. Ce phénomène, connu sous le nom de « super-rotation », voit les vents vénusiens tourner jusqu'à 60 fois plus vite que la planète en dessous, poussant et traînant les nuages ​​dans l'atmosphère au fur et à mesure qu'ils avancent. Ces nuages ​​se déplacent le plus rapidement au niveau supérieur des nuages, 65 à 72 km au-dessus de la surface.

"Nous avons passé des décennies à étudier ces vents super-rotatifs en suivant comment les nuages ​​​​supérieurs se déplacent le jour de Vénus - ils sont clairement visibles dans les images acquises en lumière ultraviolette, " explique Peralta. " Cependant, nos modèles de Vénus restent incapables de reproduire cette super-rotation, ce qui indique clairement qu'il nous manque peut-être certaines pièces de ce puzzle.

« Nous nous sommes concentrés sur la face nocturne car elle avait été mal explorée; on peut voir les nuages ​​supérieurs de la face nocturne de la planète via leur émission thermique, mais il a été difficile de les observer correctement car le contraste de nos images infrarouges était trop faible pour capter suffisamment de détails."

L'équipe a utilisé le spectromètre d'imagerie thermique visible et infrarouge (VIRTIS) sur le vaisseau spatial Venus Express de l'ESA pour observer les nuages ​​dans l'infrarouge. "VIRTIS nous a permis de bien voir ces nuages ​​pour la première fois, nous permettant d'explorer ce que les équipes précédentes ne pouvaient pas - et nous avons découvert des résultats inattendus et surprenants, " ajoute Peralta.

Plutôt que de capturer des images uniques, VIRTIS a rassemblé un « cube » de centaines d'images de Vénus acquises simultanément à différentes longueurs d'onde. Cela a permis à l'équipe de combiner de nombreuses images pour améliorer la visibilité des nuages, et les voir à une qualité sans précédent. Les images de VIRTIS révèlent ainsi des phénomènes du côté nuit de Vénus qui n'avaient jamais été vus du côté jour.

Les meilleurs modèles du comportement et de la circulation de l'atmosphère de Vénus, connus sous le nom de modèles de circulation globale (GCM), prédisent que la super-rotation se produira à peu près de la même manière du côté nuit de Vénus que du côté jour. Cependant, cette recherche de Peralta et de ses collègues contredit ces modèles.

Au lieu, la super-rotation semble être plus irrégulière et chaotique du côté nuit.

Les nuages ​​supérieurs du côté nuit forment des formes et des morphologies différentes de celles trouvées ailleurs - grands, ondulé, inégal, irrégulier, et des motifs en forme de filaments, dont beaucoup sont invisibles dans les images diurnes et sont dominées par des phénomènes immobiles connus sous le nom d'ondes stationnaires.

Les propriétés 3-D de ces ondes stationnaires ont également été obtenues en combinant les données VIRTIS avec les données radio-scientifiques de l'expérience Venus Radio Science, ou VeRa, également sur Venus Express.

Un lien entre le mouvement atmosphérique et la topographie a déjà été espionné sur Vénus, bien que le jour; dans une étude de l'année dernière, les chercheurs ont découvert que les conditions météorologiques et les vagues montantes du côté jour de Vénus étaient directement liées aux caractéristiques topographiques de la surface.

« Ce fut un moment passionnant lorsque nous avons réalisé que certaines des caractéristiques du nuage dans les images VIRTIS ne se déplaçaient pas avec l'atmosphère, " dit Peralta. " Nous avons eu un long débat pour savoir si les résultats étaient réels, jusqu'à ce que nous nous rendions compte qu'une autre équipe, dirigé par le co-auteur Dr. Kouyama, avait également découvert indépendamment des nuages ​​​​stationnaires du côté de la nuit en utilisant l'installation de télescope infrarouge de la NASA (IRTF) à Hawaï ! Nos découvertes ont été confirmées lorsque le vaisseau spatial Akatsuki de JAXA a été inséré en orbite autour de Vénus et a immédiatement repéré la plus grande onde stationnaire jamais observée dans le système solaire du côté de Vénus. »

Cette découverte soulève des défis pour les modèles existants d'ondes stationnaires. On s'attendait à ce que de telles vagues soient formées par des vents de surface interagissant avec des obstacles tels que des élévations de surface - une montagne, par exemple. Cependant, Les missions russes précédentes impliquant des atterrisseurs ont mesuré des vents de surface sur Vénus qui peuvent être trop faibles pour que cela soit vrai.

En outre, l'hémisphère sud de la planète (où VIRTIS a été observé) est généralement assez bas en altitude, et, plus mystérieusement, des ondes stationnaires semblent manquer dans les niveaux de nuages ​​intermédiaires et inférieurs de Vénus (jusqu'à environ 50 km au-dessus de la surface).

"Nous nous attendions à trouver ces vagues dans les niveaux inférieurs car nous les voyons dans les niveaux supérieurs, et nous avons pensé qu'ils s'élevaient à travers le nuage de la surface, " dit le co-auteur Ricardo Hueso de l'Université du Pays Basque à Bilbao, Espagne. "C'est un résultat inattendu à coup sûr, et nous devrons tous revisiter nos modèles de Vénus pour explorer sa signification."

L'effet de la topographie sur la circulation atmosphérique reste incertain parmi les modélisateurs climatiques; de nombreux modèles montrent que l'inclusion ou l'omission de la topographie de surface fait une différence dans le comportement résultant observé dans l'atmosphère de Vénus, mais ne montrent pas de modèles météorologiques persistants liés à la topographie.

"Cette étude remet en question notre compréhension actuelle de la modélisation climatique et, Plus précisément, la super-rotation, qui est un phénomène clé observé à Vénus, " dit Håkan Svedhem, Scientifique du projet ESA pour Venus Express. "En outre, il démontre le pouvoir de combiner des données provenant de plusieurs sources différentes - dans ce cas, les données de télédétection et de radio-sciences de VIRTIS et VeRa de Venus Express, complétées par des observations au sol de SpeX de l'IRTF. C'est un résultat significatif pour VIRTIS et pour Venus Express, et est très important pour notre connaissance de Vénus dans son ensemble."