De l’oxygène a récemment été identifié à la fois du côté jour et du côté nuit de Vénus.

Cette observation apporte des éléments pour comprendre les raisons pour lesquelles cette planète, souvent considérée comme la plus similaire à la Terre, présente des caractéristiques si distinctes.

Pour la première fois, des atomes d’oxygène ont été repérés dans l’atmosphère diurne de Vénus, sans être intégrés à des molécules plus complexes. Alors que la présence d’oxygène du côté nocturne de Vénus avait déjà été constatée, la même étude a révélé une abondance beaucoup plus significative que précédemment observé. Ces résultats marquent une avancée importante en vue des futures missions vers Vénus, qui gagnent désormais en importance sur le calendrier des agences spatiales.

Il ne fait aucun doute que Vénus abrite une quantité significative d’oxygène dans son atmosphère. Étant le troisième élément le plus répandu dans l’univers, la présence d’oxygène aurait pu être prévue avant même le premier survol spatial. Lorsque les premières missions ont étudié de près Vénus, elles ont révélé une atmosphère riche en dioxyde de carbone et en monoxyde de carbone (CO2 et CO), dont les noms suggèrent clairement la contribution d’oxygène.

Cependant, l’oxygène est un élément hautement réactif, tendant à se combiner avec d’autres éléments de la croûte ou de l’atmosphère des planètes. Ainsi, la présence d’oxygène atomique n’était en aucun cas garantie. Néanmoins, les observations de l’atmosphère de Vénus par le satellite Venus Express ont déjà révélé la présence d’oxygène atomique brillant du côté nocturne. Des observations récemment publiées indiquent non seulement une présence plus étendue d’oxygène, mais offrent également un aperçu des processus responsables de sa création et de sa distribution.

Le professeur Heinz-Wilhelm Hübers du Centre aérospatial allemand, avec ses collègues, a utilisé l’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge (SOFIA) pour détecter de l’oxygène dans la haute atmosphère de Vénus à 17 emplacements différents, et il a été trouvé dans chacun d’eux.

L’oxygène se forme grâce à l’action de la lumière solaire qui décompose les molécules de CO2 et de CO. Les vents puissants de Vénus transportent les atomes vers la face nocturne, où ils se combinent pour former de l’oxygène moléculaire (O2, similaire à notre atmosphère), avant de réagir avec d’autres éléments. Malgré cette redistribution, les concentrations d’oxygène sont jusqu’à cinq fois plus élevées le jour que la nuit.

Selon l’équipe de recherche, l’oxygène atomique est présent en quantité suffisante pour jouer un rôle significatif dans l’atmosphère de Vénus. Lorsqu’un atome d’oxygène entre en collision avec une molécule de dioxyde de carbone, il transfère de l’énergie à la molécule, qui est ensuite émise sous forme de rayonnement à une longueur d’onde de 15 micromètres.

Ce processus constitue la principale méthode de refroidissement dans les couches supérieures de l’atmosphère de Vénus, contribuant à maintenir la planète la plus chaude du système solaire à des températures moins élevées qu’elle ne le serait autrement.

L’oxygène atomique est particulièrement concentré à une altitude d’environ 100 kilomètres. Alors que l’atmosphère terrestre devient extrêmement mince à cette altitude, souvent considérée comme la limite de l’espace, l’atmosphère de Vénus reste beaucoup plus dense sur toute sa hauteur.

Les concentrations les plus élevées se situent entre deux modèles de circulation atmosphérique prédominants, l’un se produisant en dessous de 70 kilomètres et l’autre au-dessus de 120 kilomètres. En raison de la rotation lente de Vénus – sa journée étant plus longue que son année – les vents de haute altitude se déplacent plus rapidement que la rotation de la planète.

L’étude est publiée dans Nature Communications .