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La molécule OH : une clé pour comprendre l'atmosphère de Vénus

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La sonde Venus Express vient de détecter la présence de la molécule OH dans l'atmosphère de Vénus. Egalement présent sur Terre et Mars, ce radical hydroxyle y avait échappé jusqu'à présent à toute détection. Cette découverte devrait permettre de mieux comprendre la chimie de l'atmosphère de la planète ainsi que sa dynamique.

Vénus express, une image d'artiste. Crédit: ESA (Image AOES Medialab)

Alors que c'était avec l'instrument SOIR de Venus Express qu'un isotopologue de la molécule de CO2 avait été détectée, c'est grâce au Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer (Virtis) qu'une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l'Institut d'Astrophysique Spatiale de Rome et du Laboratoire d'Etudes Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique (Lesia) de l'Observatoire de Paris a observé pour la première fois sur Vénus les émissions de OH.

Sa mise en évidence n'a pas été facile. Il semblerait bien que cette molécule ne se trouve principalement que dans une couche très étroite d'environ 10 km d'épaisseur et située à 100 km au-dessus de la surface de Vénus. Sa détection grâce à ses raies d'émissions a été effectuée dans le limbe de l'atmosphère de Vénus. C'est seulement ainsi qu'un signal suffisamment important a pu être obtenu.

Une représentation d'artiste de la molécule d'OH dans la haute atmosphère de Vénus. En rouge, l'hydrogène et en bleu l'oxygène. Cliquez pour agrandir. Crédit : C. Carreau/Esa

Sur Terre, les émissions nocturnes de la haute atmosphère sont connues depuis 1868 mais ce n'est qu'en 1948 que celles du radical hydroxyle OH a été découverte dans l'infrarouge. De manière générale, observer ces émissions nocturnes, d'ordinaire cachées par la lumière du jour, fournit des renseignements importants sur la composition chimiques des atmosphères des planètes ainsi que sur les réactions qui s'y déroulent.

Ainsi, sur Vénus, les émissions nocturnes du monoxyde d'azote (NO) et du di-oxygène (O2) ont été observées depuis longtemps mais on sait maintenant grâce à Virtis qu'elles montrent des variations spatio-temporelles importantes. Jointes à la découverte de OH, ces observations permettent de poser des contraintes théoriques sur la chimie de la haute atmosphère de Vénus où doivent interagir de nombreux composés comme O2, O3, OH, H2...

Emission nocturne de OH et O2 dans l'atmosphère de Vénus. Le spectre montre les raies d'émission de OH (1,44 et 2,8 microns) et de O2 (1,27 et 1,58 micron). Sauf pour une des raies de O2, les 3 autres raies n'ont jamais été observées auparavant, ni sur Vénus ni sur une autre planète autre que la Terre. © Virtis/Venus Express/Esa

Sur Terre, on sait que les émissions nocturnes de OH sont étroitement reliées à l'abondance d'ozone (O3). Il est raisonnable de penser qu'il en est de même sur Vénus et l'on devrait ainsi disposer d'un outil pour la mesurer. En particulier, les chercheurs ont observé des variations de l'ordre de 50% dans ces émissions entre deux orbites de Venus Express. S'il y a bien un lien avec l'abondance d'ozone et puisque celle-ci absorbe fortement les ultraviolets du rayonnement solaire, des sauts dans la température et la dynamique de la haute atmosphère de Vénus devraient se produire.

De telles données vont alimenter les modèles sur ordinateur de l'atmosphère de Vénus et les chercheurs devraient faire bien d'autres découvertes grâce à Venus Express. L'Etoile du Berger se met à ressembler de plus en plus à sa sœur, la Terre...