Image prise en survolant Vénus en juillet 2020 par l'instrument WISPR de Parker Solar Probe. La caractéristique sombre proéminente au centre de l'image est Aphrodite Terra, la plus grande région montagneuse de la surface vénusienne. Les stries lumineuses dans WISPR, comme celles que l'on voit ici, sont généralement causées par une combinaison de particules chargées – appelées rayons cosmiques – de lumière du soleil réfléchie par des grains de poussière spatiale et des particules de matériau expulsées des structures du vaisseau spatial après l'impact avec ces grains de poussière. Le nombre de stries varie le long de l'orbite ou lorsque le vaisseau spatial se déplace à des vitesses différentes, et les scientifiques sont toujours en discussion sur les origines spécifiques des stries. La tache sombre apparaissant sur la partie inférieure de Vénus est un artefact de l'instrument WISPR. © Nasa, Johns Hopkins APL, Laboratoire de recherche navale, Guillermo Stenborg et Brendan Gallagher
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Ces images de Vénus prises par la sonde Parker Solar sont extraordinaires

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[EN VIDÉO] Découvrez Vénus, celle que l'on appelle aussi l'étoile du berger  Cette planète qui porte le nom de la déesse de la beauté a encore bien des secrets à nous dévoiler. Découvrez-la en vidéo. © Futura 

Les sondes Venera de la Russie soviétique nous ont livré des images de la surface de Vénus il y a des décennies en s'y posant. Mais pour la première fois, des images dans le visible de cette surface ont été obtenues dans l'espace lors des survols par la sonde Parker Solar Probe.

Vénus est d'une taille et d'une masse proches de celles de la Terre et la présence d'une épaisse couverture nuageuse a laissé penser pendant un temps qu'elle était recouverte de marécages, comme l'a expliqué le célèbre Carl Sagan dans un chapitre de son tout aussi célèbre ouvrage : Cosmos. Hélas, c'est Sagan lui-même qui au cours des années 1960 a montré que sur Vénus il devait se produire un effet de serre générant des températures infernales. En fait, dès 1958, des radioastronomes avaient capté des signaux provenant de l'atmosphère de Vénus suggérant une température de l'ordre de 600 kelvins, proche du point de fusion du plomb.

La théorie de Sagan ne reposait pas sur de pures spéculations car certaines observations laissaient penser que l'atmosphère vénusienne était majoritairement composée de gaz carbonique. L'astronome Rupert Wildt (à qui l'on doit la détermination de la composition de l'atmosphère de Jupiter dans les années 1930 et les modèles de l'intérieur des géantes gazeuses après-guerre) avait déjà conclu, dès 1940, qu'il devait y exister un fort effet de serre. Selon lui, la température de Vénus devait même atteindre le point d'ébullition de l'eau.

L'hypothèse, et celle de la forte concentration en CO2 ont été confirmées par les premières sondes à s'approcher de la planète, à savoir Mariner 2 pour les États-Unis et Venera 4 pour la Russie soviétique, respectivement en 1962 et 1967. Aujourd'hui, la pression au sol est estimée à 90 atmosphères (90 fois celle de la Terre, donc) et la température à quelque 750 kelvins (soit environ 480 °C) pour les régions les plus chaudes.

Cette image en fausses couleurs est tirée du traitement des ondes radar de la mission Magellan qui a révélé les détails de la topographie vénusienne. On voit en rouge les hautes terres de Vénus et dans le cas présent Aphrodite Terra, longeant l'équateur par le sud sur une quinzaine de milliers de kilomètres avec une altitude moyenne de 3.000 mètres, l'autre « continent » vénusien étant Ishtar Terra, près du pôle Nord. © Nasa, Magellan Team, JPL, USGS © Nasa, APL, NRL

De Magellan à Parker Solar Probe

Il faudra attendre la mission Magellan de la Nasa pour faire un bond immense dans la connaissance de la topographie de Vénus entre 1990 et 1994. Les premières cartes étaient rudimentaires et seules des ondes radar, comme celles émises par le radiotélescope d’Arecibo ou la sonde Pioneer Venus 1, avaient permis de voir sous la couche nuageuse globale de Vénus. Tout a changé avec le radar de Magellan car non seulement la cartographie est devenue complète, mais avec une résolution horizontale inférieure à 100 mètres.

On connaît toutefois bien moins Vénus que Mars et beaucoup de découvertes restent à y faire comme la mise en évidence claire et directe d’éruptions volcaniques en cours, ou ce qui est plus spéculatif avec le débat récent concernant la possible découverte dans son atmosphère de molécules de phosphine et de ce que cela implique, de formes de vie microscopiques dans sa haute atmosphère. Plusieurs nouvelles missions à destination de Vénus sont donc prévues comme Veritas et Davinci+ de la Nasa ou encore EnVision de l'ESA.

Beaucoup d'images présentées montrant Vénus dans l'espace et prises par des sondes proches de la planète sont en fausses couleurs et ne sont pas prises dans le visible. L'image bien connue de Mariner 10 a été prise dans l'ultraviolet, comme celles de Pioneer Venus Orbiter ou Venus express que l'on présente souvent. Dans cette vidéo, la Nasa explique les nouvelles images de Vénus prises par la sonde Parker Solar Probe. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa’s Goddard Space Flight Center

Aujourd'hui, des images du sol de Vénus à travers sa couverture nuageuse nous viennent d'une source inattendue, la sonde solaire Parker de la Nasa, en anglais Parker Solar Probe.

Rappelons que l'objectif de cette sonde est avant tout de faire des observations livrant des informations permettant de percer les secrets du chauffage de la couronne du Soleil et ceux du vent solaire. Toutefois, cela nécessite des passages aux abords de Vénus pour bénéficier de la technique d'assistance gravitationnelle qui permet de faire des changements de trajectoire et de vitesse en économisant du carburant.

Des membres de la mission Parker Solar Probe ont alors eu l'idée de profiter de ces passages pour utiliser l'imageur à champ large de la sonde, le Wide-Field Imager ou WISPR, pour observer depuis l'espace dans le visible la face nocturne de Vénus.

On sait que la surface de la planète est portée à plusieurs centaines de degrés Celsius, cela veut dire qu'elle doit se mettre à rayonner comme une barre de fer chauffée. Une partie du spectre du rayonnement doit se trouver dans le spectre visible et dans la partie du proche infrarouge qui le borde.

La première observation a été faite en juillet 2020 et la seconde en février 2021. La Nasa en avait déjà livré certaines images mais, aujourd'hui, elle y ajoute une vidéo qu'accompagne la publication d'un article dans le célèbre journal Geophysical Research Letters.

Les images du survol de la face nocturne de Vénus en février 2021 dans cette petite vidéo. © Nasa, APL, NRL

De façon peut-être pas très spectaculaire mais frappante toute de même, les régions les plus chaudes et donc les plus brillantes sont bien visibles par contraste avec celles plus froides et moins lumineuses de la surface de Vénus vues à travers son atmosphère. On voit donc les régions continentales, les plaines et les plateaux de Vénus. Aphrodite Terra, la plus grande région montagneuse de la surface vénusienne, se révèle ainsi dans le visible au regard du WISPR. Elle apparaît comme sombre mais ses contours sont bien similaires à ceux que l'on a pu dresser par radar avec Magellan, comme la Nasa le montre bien sur les images ci-dessous présentées sur Twitter. On voit aussi le plateau de Tellus Regio et les plaines d'Aino Planitia.

La découverte en 2020 s'est faite par sérendipité comme on dit. Les planétologues voulaient voir s'ils pouvaient obtenir des renseignements sur la vitesse des nuages de Vénus quand ils ont été surpris de voir dans les images de WISPR des détails de la topographie de la sœur de la Terre.WISPR avait été conçu pour voir des détails fins dans l'atmosphère et le vent solaire. Certains scientifiques avaient donc pensé qu'ils pourraient être en mesure d'utiliser WISPR pour imager les sommets des nuages ​​voilant Vénus et faire de nouvelles découvertes.

Comme les images prises par WISPR ont été prises dans le visible, elles complètent celles prises par Magellan dans le domaine radio en ce qui concerne la géologie de la surface de Vénus. En effet, selon les roches et les minéraux qui les constituent, les spectres de la lumière émise ou réfléchie ne sont pas les mêmes. En regardant différentes parties de ces spectres on peut donc caractériser les roches, et comme ces roches sont le produit de plusieurs processus que l'on qualifierait de géodynamique sur Terre - comme le volcanisme et la tectonique des plaques - les nouvelles données pourraient se révéler bavardes sur le fonctionnement et l'histoire de la planète. Les planétologues ont joué à ce jeu aussi bien avec la Lune qu'encore aujourd'hui avec Mars.

Nous pourrions ainsi avoir des indices pour contraindre les modèles expliquant pourquoi, et quand, Vénus est devenue un enfer contrairement à la Terre et alors qu'elles ont des masses et sans doute des compositions moyennes similaires.

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