La durée d'une journée sur Vénus ne cesse de changer

Les chercheurs ont passé des décennies à essayer de déterminer exactement combien de temps dure une journée sur Vénus. Trouver la réponse est au cœur des mystères fondamentaux de la planète.

Par Nola Taylor Redd  | Publication: lundi 6 janvier 2020

Cette image composite de la planète couverte de nuages ​​Vénus utilise les données de la sonde japonaise Akatsuki.

Institut des sciences spatiales et astronautiques / Agence japonaise d'exploration aérospatiale

Depuis plus de 50 ans, les humains tentent de retirer les épais nuages ​​de Vénus pour étudier sa surface. La plupart des observations ont exploité les longues longueurs d'onde du radar pour percer les couches nuageuses. Maintenant, les scientifiques ont combiné des observations radar à long terme de la surface de la planète pour essayer de clarifier un mystère de longue date derrière la longueur du jour de Vénus.

Sur Terre, il est facile de mesurer la durée d'une journée. Vous choisissez simplement une fonction et suivez le temps qu'il faut au soleil pour revenir à la même position. Vénus n'est pas si simple. Sur Vénus, une journée dure environ 243 jours terrestres. C'est plus long qu'il n'en faut à la planète pour effectuer une orbite autour du soleil. Ainsi, une année vénusienne ne couvre en réalité que 225 jours terrestres. Les nuages ​​rendent les choses encore plus difficiles. Ils couvrent la surface et rendent difficile la localisation des entités.

Pourtant, grâce aux radars et aux engins spatiaux comme la mission Magellan de la NASA, qui a passé quatre ans à visiter Vénus au début des années 1990, les astronomes pensaient avoir une idée de la longueur d'un jour de Vénus.

Mais lorsque la mission Venus Express de l'Agence spatiale européenne est revenue dans le monde, une équipe de scientifiques a trouvé quelque chose d'étrange. Dans une recherche publiée en 2012 , ils ont montré que la rotation de la planète semblait avoir ralenti de sept minutes entre les visites des engins spatiaux. Le mystère rend difficile la compréhension de ce qui se passe à la surface de la planète, des informations qui peuvent aider à expliquer pourquoi un monde qui a commencé comme la Terre est devenu une hotbox extrême. Le manque de connaissances pourrait également rendre difficile l'envoi d'un atterrisseur à Vénus, même si cet objectif a récemment obtenu un soutien scientifique important.

Maintenant, les chercheurs ont combiné près de 30 ans d'observations terrestres de Vénus pour calculer un taux de rotation moyen pour la planète. La nouvelle moyenne est plus lente que la moyenne calculée par Magellan sur une période d'observation significativement plus courte de 487 jours.

"Venus Express n'a vu que oui, il y avait une différence, mais il y avait une incertitude assez grande", a déclaré Bruce Campbell, auteur de l'étude et scientifique planétaire de la Smithsonian Institution à Washington, DC. "Nous avons réduit cette incertitude à un niveau beaucoup plus fin niveau."

Les nouveaux résultats suggèrent que, sur une période de 29 ans, de 1988 à 2017, la rotation moyenne de Vénus était de 243 jours 30,5 minutes. Cela contraste avec la moyenne de Magellan de 243 jours 26,6 minutes.

"Idéalement, vous aimeriez pouvoir mesurer les choses avec précision d'année en année", a déclaré Campbell. "L'intérêt majeur est de savoir comment [ces mesures] affectent la prédiction à long terme de l'emplacement d'un point à la surface", a-t-il déclaré. En d'autres termes, si vous souhaitez déposer un explorateur robotique dans une région de la planète, vous devez savoir à quelle vitesse ce point tourne.

Magellan et Venus Express ont observé la planète en détail pendant seulement quelques brèves années. Les nouvelles mesures, qui ont été publiées dans la revue Icarus , font un pas en arrière pour regarder l'orbite au fil des décennies en utilisant l'Observatoire Arecibo à Porto Rico et l'Observatoire Green Bank en Virginie-Occidentale. Bien qu'ils ne définissent pas comment l'orbite de la planète change d'année en année, ils fournissent une moyenne à long terme qui peut être utile pour visiter des engins spatiaux, qui correspond aux deux mesures des engins spatiaux.

"Si, dans 20 ans, nous voulons atterrir à un certain endroit sur Vénus, je veux être sûr que ma prédiction est aussi solide que possible", a déclaré Campbell. "Je ne voudrais pas prévoir 20 ans avant de découvrir que le site d'atterrissage est à 5, 10, 15 kilomètres."

Les jours changeants de Vénus

Bien avant que les vaisseaux spatiaux ne visitent Vénus, les télescopes basés sur la Terre tentaient déjà de dévoiler ses mystères. Dans les années 1960, les scientifiques ont utilisé le radar pour déterminer que la planète tourne en arrière par rapport à son orbite, que les astronomes appellent la rotation rétrograde. Au cours des 20 prochaines années, les astronomes ont continué à suivre les caractéristiques de Vénus dans le but de déterminer la durée d'une journée.

Ainsi, lorsque Magellan est arrivé à Vénus, sa mesure du jour de la planète était déjà presque 5 minutes plus longue que les mesures radar. Près de 20 ans plus tard, Venus Express a ramené la journée de 7 minutes, plus près des calculs originaux effectués par les instruments basés sur la Terre.

Alors, qu'est-ce qui change le taux de rotation de la planète? Des études antérieures ont montré que l'atmosphère lourde, bien plus épaisse que celle de la Terre, peut créer une traînée à la surface, ralentissant le spin de la planète. Les remorqueurs gravitationnels de la Terre et du Soleil peuvent également jouer un rôle dans le changement de la durée de la journée. Cela signifie qu'un jour donné sur Vénus (qui, encore une fois, dure 243 jours terrestres) peut être légèrement plus long ou plus court que le précédent, en fonction de la météo.

Vénus n'arrêtera pas de tourner

Ces changements ne sont pas nécessairement permanents. Bien que la nouvelle recherche révèle une durée moyenne du jour différente des mesures précédentes, Campbell et ses collègues avertissent que leurs résultats ne signifient pas que la planète cessera un jour de tourner. Dans l'ensemble, la traînée de l'atmosphère est équilibrée par l'attraction marémotrice du soleil, ce qui fait tourner la planète plus rapidement certains jours que d'autres. Ainsi, alors que l'atmosphère peut parfois ralentir la rotation de la planète, le soleil l'empêche de ralentir excessivement.

En fait, selon Jean-Luc Margot, un scientifique planétaire à l'UCLA qui ne faisait pas partie des nouvelles découvertes, l'inverse pourrait être vrai. "Nous ne savons pas si la rotation de Vénus ralentit ou s'accélère", a déclaré Margot. "En fait, la vitesse de rotation de Vénus pourrait très bien s'accélérer en ce moment."

Une partie du problème avec le tri de la rotation de la planète vient du manque de précision.

"Pour Vénus, nous n'avons pas de mesures très précises", a déclaré Nils Mueller, chercheur au Centre aérospatial allemand qui a dirigé les recherches de 2012.

Parce que les vaisseaux spatiaux ont atterri sur leurs surfaces, Mars et la lune ont des mesures de rotation beaucoup plus serrées. Campbell aimerait voir ce genre de précision utilisé sur Vénus. Dans les années 1970, les astronautes d'Apollo ont laissé des miroirs sur la surface lunaire qui ont permis aux chercheurs de projeter un faisceau laser de la Terre vers la lune et vice-versa. Les atterrisseurs martiens ont reçu des signaux radio qui retransmettent leur position sur Terre. Les deux permettent des mesures précises de la rotation.
"Nous n'avons aucun de ceux-là pour Vénus", a déclaré Campbell.

Cela pourrait changer dans un avenir proche.

"Il y a beaucoup d'excitation ces jours-ci pour retourner à Vénus", a déclaré Campbell. La NASA explore une mission proposée appelée VERITAS, ou Vénus Emissivité, Radio Science, InSAR, Topographie et Spectroscopie, qui créerait une carte à haute résolution de la planète. L'Agence spatiale européenne a également une proposition de mission appelée EnVision. Comme VERITAS, EnVision effectuerait une cartographie radar haute résolution.

"Ces deux solutions vous apporteraient une amélioration significative de la résolution d'image par rapport à Magellan", a déclaré Campbell. Aucune des deux missions n'a encore été financée.

Source: http://www.astronomy.com
Lien:  https://astronomy.com/news/2020/01/the-length-of-a-day-on-venus-keeps-changing?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR25fGmIkzVqB-9gpHjKX1ZWcY7XNMc68exqFkmkaJ9e03naOI8KGwyVq2w