Quand Venus Express cherche de la vie sur Terre

Le titre de ce billet peu surprendre, et pourtant, c’est un nouveau programme de la sonde européenne Venus Express. Loin d’être un exercice inutile, la sonde est en train d’ouvrir la voie à une nouvelle ère en matière de recherche en exobiologie. Souvenez-vous, les scientifiques avaient déjà utilisés Deep Impact dans la même optique lorsqu’elle avait enregistré le transit de la Lune sur la Terre.

Première composition de la Terre par VenusExpress en 2005, peu après le lancement

Venus Express ne peut observer la Terre dans de bonnes conditions que deux à trois fois par mois. Grâce à des analyses spectrales dans le visible et le proche infrarouge, les chercheurs peuvent mettre en évidence la signature de telles ou telles molécules présentes dans l’atmosphère terrestre (repérées ici, CH4 : méthane ; N2O : protoxyde d'azote ; CO2 : dioxyde de carbone ; O3 : ozone ; H2O : eau).

Le but est de trouver la signature d’éléments dont la présence ne peut être liée qu’à une activité biologique. Sur Terre, c’est par exemple le cas de l’oxygène, mais on en trouve aussi sur Vénus (Ndr, comme de l’eau sous forme de vapeur) qui n’héberge pourtant pas la vie. Trouver ces éléments dans l’atmosphère d’une planète n’est donc pas suffisant pour en conclure qu’elle abrite potentiellement la vie. Il faut donc chercher d’autres molécules, d’autres signatures plus subtiles.

Les résultats sont superposées suivant l'orbite et le rapport d'exposition océans / continents

Quand Venus Express observe la Terre, elle ne la voit que comme un banal point blanc, qui occupe à peine un pixel de sa caméra. C’est probablement dans ces conditions que seront observées les premières exoplanètes, dont on sera capable de capturer la lumière (Ndr, la lumière de l’étoile parente réfléchie par l’exoplanète ; une planète n’émet pas de lumière).

Etudier la Terre depuis Vénus nous en apprendra donc beaucoup sur la manière dont il faudra observer les exoplanètes afin d'y détecter un signe d'activité biologique.

Source ESA/Venus Express

Des volcans actifs sur Vénus ?

La sonde européenne a mesurée une grande quantité de dioxyde de soufre (SO2) dans l’atmosphère de Vénus. Les volcans dégagent beaucoup de SO2 et, si sur Terre ce composé gazeux est rapidement absorbé par la surface, il n’en est pas de même sur Vénus où il disparaît beaucoup plus lentement.

La sonde décortique la composition de l'atmosphère par occultation*

Pendant deux ans, la sonde a observer l’évolution de la quantité de SO2 dans l’atmosphère de Vénus et aucune variation très importante n’a été détectée. Pour certains chercheurs, une activité volcanique est encore présente sur Vénus et régénère le stock de SO2.

L’idéal serait de repérer directement un volcan en activité, mais observer la surface de la planète à travers une atmosphère de 100km d’épaisseur ultra dense est tout simplement impossible sans radar (qui ne pourrait dire si le volcan repéré est actif ou non).

Cartographie radar par Magellan - Nasa

Pour VenusExpress, les chances de mettre en évidence la présence d’un volcan actif seraient de repérer un fort pic isolé d’émission de SO2 ou une anomalie thermique engendrée par la lave en fusion. Les recherches continuent et les scientifiques devraient pouvoir trancher dans les mois à venir.

Source ESA/VenusExpress

* La technique d’observation par occultation consiste à observer la lumière d’une étoile qui traverse l’atmosphère de la planète. Chaque élément atmosphérique marque sa présence par une raie dans le spectre de la lumière. VenusExpress a été la première sonde à utiliser cette technique.

L’œil de Venus

Les scientifiques reste une nouvelle fois perplexes devant l’activité de l’atmosphère de Venus. En concentrant ses observations sur le pôle Sud de la planète, la sonde européenne VenusExpress a étudié le vortex qui ressemble comme deux gouttes d’eau à l’œil d’un cyclone.

T0 | +4H
Le point jaune indique le pôle Sud géographique

Ce vortex atteint 2.000km de large et son étude dans ces longueurs d’onde de l’infrarouge révèle les températures au dessus des nuages à environs 60km d’altitude. Le centre très brillant indique des températures élevées, là où les gaz plongent vers la surface de la planète et créent une dépression dans les couches nuageuses supérieures. L’énigme vient de l’instabilité dans la forme que ce vortex, qui devient parfois circulaire voir ovale en très peu de temps.

+24H | +48H

"Autrement dit, l'énorme tourbillon est similaire à ce que vous pourriez voir dans votre baignoire une fois que vous aurez retirés le bouchon" déclare Giuseppe Piccioni de l’IASF - INAF, Rome, et co-responsable de l’instrument VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer ) embarqué sur VenusExpress.

Les forces qui entretiennent ce vortex sont mal connues, certains pensent que les gaz chauffés à l’équateur par le Soleil s’élèvent, puis migrent vers les pôles en étant déviés latéralement par la rotation de la planète.

Source ESA/VenusExpress

Sombre et brillante Vénus

La circulation atmosphérique de Vénus est très complexe et révèle des changements globaux relativement rapides, engendré par d’important échange entre les différentes couches de l’atmosphère. C’est une des dernières conclusions de la sonde européenne VenusExpress.

Dans les longueurs d’onde du visible, l’atmosphère de Vénus parait stable et homogène. Le rayonnement infra rouge permet d’isoler la répartition des éléments chimiques principaux. Enfin, en observant dans les longueurs d’ondes de l’ultra violet, de larges courants atmosphériques apparaissent au-delà de 70km d’altitude.

Ces courants sont très actifs et le portrait de la planète change très rapidement. Voici un montage des observations de la haute atmosphère entre le 8 et le 30 juillet dernier.

Les zones claires sont crées par le dioxyde de carbone, la vapeur d’eau et le dioxyde de soufre qui en s’élevant sont cassés par les UV provenant du Soleil. Les particules actives issues de cette rupture se forment alors en acide sulfurique qui se révèle brillant en UV.

En revanche, les scientifiques restent devant une énigme quant à la composition des zones sombres.

Source ESA/VenusExpress

Sous les nuages de Vénus

Comme toutes les planètes, Vénus n’émet aucune lumière, elle ne fait que réfléchir la lumière émise par le Soleil. Cependant, grâce à sa température infernale (450°C à sa surface et 200° vers 35km d’altitude), elle émet un intense rayonnement infra rouge. C’est en étudiant ce rayonnement que la sonde Européenne VenusExpress a récemment pu établir, pour la première fois, une cartographie de certains des composants remarquables de la basse atmosphère de la planète.

En traversant les épais nuages de la planète, ces rayonnements renseignent les scientifiques sur la nature et la composition des différentes couches traversées (chaque élément chimique déforme par des pics ou des raies le spectre reçu).

On sait depuis longtemps que l’atmosphère de Vénus est saturée en dioxyde de carbone (96% de CO2) et qu’elle contient en faible quantité du monoxyde de carbone (CO), et du sulfure de carbonyle. Ces éléments cohabitent généralement en relation inverse : plus il y a de CO, moins il y a de sulfure de carbonyle et inversement. La présence de vapeur d’eau était quant à elle seulement soupçonnée ; elle est aujourd’hui validée par la sonde qui en a estimé la répartition.

Ces molécules carbonées permettent notamment de suivre l’évolution des courants atmosphériques, un peu à l’image du parcours d’une goutte d’encre dans un volume d’eau en mouvement. Les résultats ainsi obtenus confirment les modèles précédemment avancés : la relation inverse entre ces éléments signifie que les courants atmosphériques s’élèvent en altitude au niveau de l’équateur et retombent au sol par les pôles nord et sud.

Source ESA/VenusExpress

Vénus en fausses couleurs par VenusExpress

VenusExpress rapproche la Terre et Venus

Venus, la sulfureuse

La deuxième planète du système solaire* est quasiment de la même taille que la Terre, légèrement plus petite (0.95 diam terrestre). Son atmosphère infernale engendre des températures moyennes de surface supérieurs à 450 °C (max vers 500°C), des vents d’acides soufflant à près de 500km/h à l’équateur et une pression ambiante 90 fois plus forte que sur Terre ! L’effet de serre par excellence dans cet environnement composé à plus de 96% de CO2.

Vue d'artiste

Visiteurs

Depuis le début des années 60, de nombreuses missions ont été envoyées avec plus ou moins de succès vers Venus. Parmi les principales réussies, les sondes soviétiques Venera qui posées sur le sol ont envoyé nombreuses mesures et les seules images en couleurs de la surface ; les sondes américaines Mariner&Pionner d’étude globale et Magellan de cartographie radar ; et depuis deux ans la sonde Européenne VenusExpress.

Magellan, radar - NASA

Venera 13&14, images couleurs de surface - RKA

VenusExpress lève légèrement le voile

La sonde de l’ESA en orbite depuis deux ans autour de Vénus vient de fournir de précieuses informations qui laisse à penser que la Terre est Venus sont vraisemblablement des planètes jumelles qui ont prises des orientations bien différentes, reste à comprendre les mécanismes qui ont enclenché ces divergeances.

En fausse couleur, VenusExpress

De la circulation atmosphérique au sol comme en haute altitude à sa composition et sa chimie, les connaissances de Venus et particulièrement de son atmosphère ont fait d’énormes progrès depuis son étude par la sonde Européenne.

Des questions reste naturellement en suspend, comme l’intensité de l'activité volcanique. Est' elle encore importante ? Si oui, contribue t' elle, et dans quelle proportion, à l’infernale effet de serre ? Certains mystères restes donc entiers, la mission VenusExpress vient d' être reconduite de 500 jours terrestre.

Source ESA

Crédits ESA / NASA / RKA-Roscosmos

Le site de VenusExpress

*Aussi connue historiquement comme « l’étoile du Berger » en Europe (l’étoile du matin) et comme « l’étoile d’Or » en Asie du Sud Est.

Vue d'artiste de VenusExpress