La foudre frappe-t-elle Vénus ? Peut-être pas, suggère une étude

Vénus est peut-être un endroit (légèrement) plus doux que ce que certains scientifiques lui attribuent.

Dans une nouvelle recherche, des physiciens spatiaux de l’Université de Boulder se sont lancés dans un débat étonnamment long sur la science du système solaire : la foudre frappe-t-elle la deuxième planète à partir du soleil ?

Les résultats de l’équipe ajoutent de nouvelles preuves solides suggérant que non, vous ne verriez probablement pas d’éclairs jaillir des nuages ​​épais et acides de Vénus – ou, du moins, pas très souvent.

« Il y a un débat sur la foudre sur Vénus depuis près de 40 ans », a déclaré Harriet George, auteur principal de la nouvelle étude et chercheuse postdoctorale au Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale (LASP). « J’espère qu’avec nos données nouvellement disponibles, nous pourrons contribuer à réconcilier ce débat. »

Elle et son équipe ont publié leur résultats dans la revue Lettres de recherche géophysique.

La recherche plonge en profondeur dans l’un des corps les plus mystérieux et inhospitaliers du système solaire. Vénus a à peu près la même taille que la Terre, mais son atmosphère dense et riche en dioxyde de carbone a conduit à un effet de serre incontrôlable. Toute personne debout au sol serait confrontée à des températures torrides de 900 degrés Fahrenheit et à des pressions atmosphériques écrasantes. Aucun vaisseau spatial n’a jamais survécu plus de quelques heures à la surface de la planète.

Pour explorer ce monde extrême, les chercheurs se sont tournés vers un outil scientifique qui n’était pas du tout conçu pour étudier Vénus : la sonde solaire Parker de la NASA, lancée en 2018 dans le cadre d’une mission de 7 ans visant à étudier la physique de la couronne solaire, ou atmosphère la plus externe, et le vent solaire. Parker Solar Probe a été conçue, construite et est désormais exploitée par le laboratoire de physique appliquée de Johns Hopkins, qui dirige la mission pour la NASA.

En février 2021, le vaisseau spatial a survolé Vénus à une distance d’environ 1 500 milles. Au cours de ce processus, ses instruments ont capté des dizaines de ce que les scientifiques appellent des « ondes sifflantes » – des impulsions d’énergie qui, sur Terre du moins, peuvent être déclenchées par des éclairs. Les données de l’équipe ont montré que les ondes sifflantes de Vénus ne proviennent peut-être pas de la foudre, mais plutôt de perturbations dans les faibles champs magnétiques qui enveloppent la planète.

Les résultats sont en accord avec un Etude 2021, qui n’a pas réussi à détecter les ondes radio générées par les éclairs provenant de Vénus. La recherche a été dirigée par Marc Pulupa de l’Université de Californie à Berkeley.

David Malaspina, co-auteur de la nouvelle étude, a déclaré que les résultats montrent à quel point les humains savent peu de choses sur l’un de nos voisins les plus proches.

« Il est très rare que de nouveaux instruments scientifiques arrivent sur Vénus », a déclaré Malaspina, professeur adjoint au LASP et au Département des sciences astrophysiques et planétaires. « Nous n’avons pas beaucoup d’occasions de faire ce genre de recherche intéressante. »

Nuits sombres et orageuses

Une grande partie du débat autour de Vénus et de la foudre remonte à 1978, lorsqu’un vaisseau spatial de la NASA appelé Pioneer Venus est entré en orbite autour du jumeau le plus chaud et le plus colérique de la Terre. Presque immédiatement, le vaisseau spatial a commencé à capter les signaux des ondes sifflantes à des centaines de kilomètres au-dessus de la surface de la planète.

Pour de nombreux scientifiques, ces signaux rappelaient un phénomène terrestre bien connu : la foudre.

George a expliqué que sur Terre, les ondes sifflantes sont souvent, mais pas toujours, créées par la foudre. Les éclairs, a-t-elle expliqué, peuvent bousculer les électrons dans l’atmosphère de la planète, qui lancent ensuite des ondes qui se propagent en spirale dans l’espace. Ces ondes créent des sifflements que les premiers opérateurs radio sur Terre pouvaient entendre à l’aide d’écouteurs, d’où le nom de « siffleurs ».

Si les ondes sifflantes de Vénus ont une origine similaire, alors la planète pourrait être un monstre de foudre, subissant environ sept fois plus d’impacts que la Terre. Les scientifiques ont également repéré des éclairs sur Saturne et Jupiter.

« Certains scientifiques ont vu ces signatures et ont dit : « Cela pourrait être un éclair », a déclaré George. « D’autres ont dit : « En fait, cela pourrait être autre chose. » Depuis, il y a eu des échanges à ce sujet depuis des décennies. »

Un pinceau avec Vénus

Parker Solar Probe pourrait offrir aux scientifiques l’opportunité de résoudre définitivement le débat.

George a déclaré que le vaisseau spatial survolerait Vénus sept fois au cours de sa mission, utilisant ces survols pour se rapprocher de plus en plus du soleil. En 2021, lors de sa quatrième manœuvre de ce type, la sonde s’est remarquablement rapprochée de la planète, passant dans l’ombre projetée derrière Vénus, un endroit privilégié pour rechercher des ondes sifflantes.

Pour trouver ces signaux, George, Malaspina et leurs collègues ont utilisé l’expérience FIELDS de Parker Solar Probe, un ensemble de capteurs de champs électriques et magnétiques qui dépassent du vaisseau spatial. (Une équipe de CU Boulder et LASP a conçu et construit le Digital Fields Board, qui analyse les signaux des capteurs FIELDS).

Cependant, lorsque les chercheurs ont analysé un ensemble de ces siffleurs, ils ont remarqué quelque chose de surprenant : les vagues de sifflets de Vénus se dirigeaient dans la mauvaise direction. Ils semblaient se diriger vers la planète, et non vers l’espace comme on pourrait s’y attendre d’un orage.

« Ils allaient en arrière par rapport à ce que tout le monde avait imaginé au cours des 40 dernières années », a déclaré Malaspina.

La cause de ces siffleurs arriérés n’est pas claire. George et Malaspina soupçonnent qu’ils pourraient émerger d’un phénomène appelé reconnexion magnétique, dans lequel les lignes de champ magnétique tordues qui entourent Vénus se séparent puis se reconstituent avec des résultats explosifs.

Pour l’instant, les chercheurs affirment qu’ils doivent analyser davantage de siffleurs pour exclure complètement la foudre comme cause. Ils auront leur prochaine chance en novembre 2024, lorsque la sonde solaire Parker effectuera son dernier passage près de Vénus, descendant à moins de 250 milles au-dessus de la surface, effleurant le sommet de l’atmosphère « molle » de la planète, a déclaré Malaspina.

« Parker Solar Probe est un vaisseau spatial très performant. Partout où il passe, il trouve quelque chose de nouveau. »