Exemple d'ondulations derrière la discontinuité côté nuit le 15 avril 2016. Crédit :Javier Peralta/équipe JAXA-Planet C
Une discontinuité nuageuse à l'échelle planétaire fouette périodiquement les profondeurs de l'épaisse couverture de nuages sur Vénus depuis au moins 35 ans, dit une étude avec la participation de l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA).
Dans les cieux nuageux de Vénus, composé principalement de dioxyde de carbone avec des nuages de gouttelettes d'acide sulfurique, une perturbation atmosphérique géante jamais vue ailleurs dans le système solaire s'est déplacée rapidement à environ 50 kilomètres au-dessus de la surface cachée, et est passé inaperçu pendant au moins 35 ans. Sa découverte est rapportée dans une étude maintenant publiée dans le Lettres de recherche géophysique et a eu la contribution de Pedro Machado, de l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) et de la Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Ciências ULisboa).
Cette discontinuité des nuages à l'échelle de la planète peut parfois s'étendre jusqu'à 7 500 kilomètres, à travers l'équateur, de 30º nord à 40º sud, et se produit au niveau inférieur des nuages, à des altitudes comprises entre 47,5 et 56,5 kilomètres. Les chercheurs ont découvert que depuis au moins 1983, ce mur de nuages acides balaie périodiquement le globe solide pendant cinq jours à environ 328 kilomètres par heure.
L'étude a été menée par l'agence spatiale japonaise JAXA, qui a d'abord repéré ce qui ressemblait à une onde atmosphérique, mais de proportions planétaires. Cela a été suggéré par les images infrarouges très détaillées prises du côté nocturne de la planète par l'orbiteur Vénus de JAXA Akatsuki, qui a sondé les couches moyennes et inférieures de l'atmosphère.
"Si cela arrivait sur Terre, ce serait une surface frontale à l'échelle de la planète, et c'est incroyable, " dit Pedro Machado. " Dans le cadre de la campagne de suivi, nous sommes revenus sur des images que j'ai prises dans l'infrarouge en 2012 avec le télescope national Galileo (TNG), aux Canaries, et nous avons trouvé exactement la même perturbation."
IA a contribué dans le cadre de son long programme de recherche sur les vents de Vénus, mais aussi avec des observations de suivi avec l'Infrared Telescope Facility (IRTF) de la NASA, à Hawaii, coordonnée avec de nouvelles observations faites depuis l'espace avec l'orbiteur Akatsuki.
Schéma de perturbation des nuages observé dans les images infrarouges prises par l'agence spatiale japonaise-JAXA Akatsuki Venus orbiter en 2016. Crédit :Javier Peralta/équipe JAXA-Planet C
Alors que les chercheurs ont observé d'autres modèles de nuages géants dans l'atmosphère de Vénus, comme l'onde Y ou le 10, 000 kilomètres de long, onde stationnaire en forme d'arc dans les nuages supérieurs, c'est le premier candidat sérieux pour une onde planétaire trouvée à basse altitude.
La région profonde de l'atmosphère où cette nouvelle perturbation a été découverte est responsable de l'effet de serre rampant qui retient la chaleur et maintient la surface à une température de 465 degrés Celsius, assez chaud pour faire fondre le plomb. Des ondes planétaires comme celle-ci pourraient aider à établir un lien entre la surface et la dynamique de l'atmosphère vénusienne dans son ensemble, lequel, dans une mesure, est encore un mystère.
Une perturbation rapide domine les nuages plus profonds de Vénus dans la région équatoriale, comme observé dans le composite temporel en bas à gauche réalisé avec des images infrarouges de 2,26 μm du côté nocturne de Vénus acquises entre le 25 et le 28 août 2016 par la caméra IR2 à bord de l'orbiteur Akatsuki de JAXA. L'évolution à long terme de la perturbation de mars 2016 à décembre 2018 est également représentée sous la forme d'une séquence d'images plus petites. Crédit : Equipe de projet Planet-C, Nasa, IRTF
"Comme la perturbation ne peut pas être observée dans les images ultraviolettes captant le sommet des nuages à environ 70 kilomètres de hauteur, la confirmation de sa nature ondulatoire est d'une importance cruciale, " dit Javier Peralta, qui a dirigé cette étude. "Nous aurions enfin trouvé une onde transportant de la quantité de mouvement et de l'énergie depuis l'atmosphère profonde et se dissipant avant d'arriver au sommet des nuages. Elle déposerait donc de la quantité de mouvement précisément au niveau où nous observons les vents les plus rapides de la super - rotation de Vénus, dont les mécanismes ont longtemps été un mystère."
Cependant, le mécanisme qui a déclenché et entretient le phénomène durable avec des cycles d'intensité variable est encore inconnu, malgré des simulations informatiques essayant de l'imiter. Selon les chercheurs, cette perturbation atmosphérique est un nouveau phénomène météorologique, invisible sur d'autres planètes, et il est donc difficile de fournir une interprétation physique sûre.
Bien qu'il fasse l'objet de recherches futures, les auteurs suggèrent que cette perturbation pourrait être la manifestation physique d'une onde atmosphérique de type Kelvin, se propageant et piégé autour de l'équateur. Les ondes Kelvin sont une classe d'ondes de gravité atmosphérique qui partagent d'importantes caractéristiques communes avec cette perturbation. Par exemple, ils se propagent dans le même sens que les vents super-rotatifs et sans effet apparent sur les vents méridiens, les vents soufflant de l'équateur vers les pôles.
Les ondes Kelvin peuvent interagir avec d'autres types d'ondes atmosphériques comme celles qui se produisent naturellement à la suite de la rotation de la planète, les vagues de Rossby. Ceux-ci peuvent provoquer le transport d'énergie de la super-rotation vers l'équateur.
Revisitant des images prises dès 1983, les chercheurs ont pu confirmer la présence des mêmes caractéristiques. Selon Pedro Machado, il est passé inaperçu pendant si longtemps parce que « nous avions besoin d'accéder à un grand collection croissante et dispersée d'images de Vénus recueillies au cours des dernières décennies avec différents télescopes."
