Vénus est l'une des quatreplanètes telluriques du Système solaire. Elle est parfois appelée la« planète sœur » de laTerre en raison des similitudes relatives de leurs diamètre, masse, proximité au Soleil et composition. Par d'autres aspects, elle est radicalement différente de la Terre : sonchamp magnétique est bien plus faible et elle possède uneatmosphère beaucoup plus dense, composée dedioxyde de carbone à plus de 96 %. Lapression atmosphérique à la surface de la planète est ainsi92 fois supérieure à celle de la Terre, soit environ la pression ressentie, sur Terre, à900 mètres sous l'eau. Elle est la planète la plus chaude du Système solaire — même siMercure est plus proche du Soleil — avec une température de surface moyenne de462°C (735K). La planète est enveloppée d'unecouche opaque de nuages d'acide sulfurique, hautementréfléchissants pour lalumière visible, empêchant l’observation visuelle de sa surface depuis l'espace. Bien que la présence d'océans d'eau liquide par le passé y soit supposée, la surface de Vénus est un paysage désertique sec et rocheux et la planète connaît toujours uneactivité volcanique. Latopographie de Vénus présente peu de reliefs élevés et consiste essentiellement en de vastes plaines géologiquement très jeunes : quelques centaines de millions d'années.
En tant que deuxième objet naturel le plus brillant duciel nocturne après laLune, Vénus peut projeter des ombres et être quelquefois visible à l'œil nu en plein jour. Vénus étant uneplanète inférieure, elle reste proche du soleil dans le ciel, apparaissant soit à l'ouest juste après lecrépuscule, soit à l'est peu avant l'aube. Du fait de son importantemagnitude apparente, Vénus a fait l'objet des premières observations astronomiques et a été la première planète dont l'Homme ait tracé les mouvements, dès le deuxième millénaire avant notre ère. Elle a aussi été intégrée à de nombreuses mythologies en tant qu'étoile du matin et qu'étoile du soir puis, par la suite, a été source d'inspiration pour les écrivains et les poètes. Elle doit ainsi son nom à ladéesse romaine de l'amour. Elle est également connue dans laculture occidentale sous le nom d'« étoile du berger ».
Vénus a été un objectif privilégié pour les premières explorations interplanétaires du fait de son faible éloignement de la Terre. C'est la première planète visitée par unvéhicule spatial (Mariner 2 en 1962) et la première où unesonde spatiale se soit posée avec succès (Venera 7 en 1970). Les épais nuages de Vénus rendant impossible l'observation de sa surface en lumière visible, les premières cartes détaillées ont été réalisées à partir des images de l'orbiteurMagellan en 1991. Des projets d'astromobiles (rovers) et de missions plus complexes ont également été envisagés.
Comparaison de taille entre Vénus (images radar) et la Terre.
Vénus est l'une des quatreplanètes telluriques duSystème solaire, ce qui signifie qu'elle possède un corps rocheux comme laTerre. Elle est comparable à la Terre en taille et en masse, et souvent décrite comme la« sœur » ou« jumelle » de la Terre[1],[2]. Son diamètre vaut 95 % de celui de la Terre, et sa masse un peu plus de 80 %[1]. Néanmoins, si sa géologie est sans doute proche de celle de la Terre, les conditions qui règnent à sa surface diffèrent radicalement des conditions terrestres[1].
Vénus est notamment la planète la plus chaude du Système solaire du fait de son atmosphère beaucoup plus dense que l'atmosphère terrestre[3]. Les phénomènes géologiques affectant la croûte vénusienne semblent également spécifiques à cette planète et sont à l'origine de formations géologiques parfois uniques dans le Système solaire telles quecoronae,arachnoïdes etfarra, attribuées à des manifestations atypiques devolcanisme.
Vénus possède uneatmosphère extrêmement dense. Elle se compose majoritairement dedioxyde de carbone (CO2) à 96,5 % et d'une faible quantité dediazote (N2) à 3,5 %[4]. Cette atmosphère est occupée par d'épais nuages dedioxyde de soufre (SO2)[5]. La masse de son atmosphère est93 fois supérieure à celle de la Terre, tandis que la pression à sa surface est environ92 fois supérieure à celle de la Terre[6], soit une pression équivalente à celle ressentie sur Terre à une profondeur de près de900 mètres sous le niveau de la mer. La densité en surface est de 65 kg/m3, ce qui représente50 fois la densité de l'atmosphère terrestre à293K (20°C) au niveau de la mer[6].
Des études publiées dans les années 2000 suggèrent d'abord que l'atmosphère de Vénus aurait auparavant ressemblé à celle entourant la Terre et qu'il pouvait y avoir eu des quantités importantes d'eau liquide à sa surface[11],[12]. Puis, après une période pouvant s'étendre de600 millions à plusieurs milliards d'années, un effet de serre grandissant est apparu du fait de l'évaporation de cette eau originellement présente et aboutissant finalement au niveau critique actuel degaz à effet de serre dans l'atmosphère[13]. Toutefois, en 2021, une nouvelle étude indique que les conditions climatiques de Vénus n'auraient jamais permis la formation d'océans d'eau liquide à sa surface[14],[15].
L'existence de lafoudre dans l'atmosphère de Vénus est controversée[16] depuis les premières suspicions lors du programme soviétiqueVenera[17],[18],[19].
En 2006 et 2007,Venus Express détecte desondes de plasma, signature de la foudre[20]. Leur apparition intermittente suggère une association avec l'activité météorologique et, d'après ces mesures, le taux de foudre serait d'au moins la moitié de celui de la Terre[21]. Cependant, d'autres instruments de la mission ne détectent pas de foudre. Par ailleurs, l'origine de cette foudre reste incertaine[16],[22].
En, et dans une moindre mesure en et, des chercheurs travaillant sur lasonde spatialeAkatsuki observent des formes d'arc dans l'atmosphère de Vénus. Ils sont considérés comme une preuve de l'existence des plus grandesondes de gravité stationnaires duSystème solaire découvertes à ce jour[23],[24],[25].
Image en procheinfrarouge (2,3 µm) des profondeurs de l'atmosphère de Vénus obtenue par la sondeGalileo. Les régions sombres sont la silhouette des nuages apparaissant en négatif sur la basse atmosphère, très chaude et donc très lumineuse dans l'infrarouge.
La basse atmosphère se situe entre0 et 48km d’altitude et est relativement transparente.
L'effusivité thermique et letransfert de chaleur par les vents dans la basse atmosphère signifient que la température de la surface de Vénus ne varie pas de manière significative entre les hémisphères éclairé et obscur malgré la rotation très lente de la planète[29]. Les vents de surface sont lents, se déplaçant à quelques kilomètres par heure, mais en raison de la forte densité de l'atmosphère en surface, ils exercent une force importante contre les obstacles. Cette force rendrait à elle seule difficile le déplacement d'un être humain[30].
Photographie prise par la sondeGalileo en 1990. Les détails ont été accentués et la teinte bleue vient de l'utilisation d'un filtre violet.
Au-dessus des couches denses de dioxyde de carbone se trouvent, entre 45 km et 70 km au-dessus de la surface[31], des couches de nuages épais d'acide sulfurique sous forme de gouttelettes, formé dedioxyde de soufre et d'eau (états solide et gazeux) par une réaction chimique entraînant l'hydrate d'acide sulfurique[10]. Les gouttelettes d'acide sulfurique sont en solution aqueuse, constituées à 75 % d'acide sulfurique et à 25 % d'eau[32]. L'atmosphère contient aussi environ 1 % dechlorure ferrique et d'autres constituants possibles pour la composition de ces nuages sont lesulfate de fer, lechlorure d'aluminium et lepentoxyde de phosphore[33],[34].
Ces nuages réfléchissent environ 90 % de la lumière solaire dans l'espace, empêchant l'observation visuelle de la surface de Vénus[35]. Ils sont également la cause de sa brillance dans le ciel terrestre[36], lui conférant unalbédo de Bond de 0,77[6]. Cette couverture nuageuse permanente signifie que bien que Vénus soit plus proche que la Terre du Soleil, elle reçoit moins delumière solaire au sol car seulement 5 % des rayons y parviennent[37].
Bien que les conditions de surface sur Vénus n'y soient pas propices, certains spéculent sur la possibilité de vie dans les couches supérieures des nuages de Vénus (où les températures varient entre30 et80°C), malgré un environnement acide[40],[41],[42].
Si Vénus n'a pas de saisons en tant que telles, les astronomes identifient en 2019 une variation cyclique de l'absorption du rayonnement solaire par l'atmosphère, probablement causée par des particules opaques en suspension dans les nuages supérieurs. La variation provoque des changements observés dans la vitesse des vents de Vénus et semble augmenter et diminuer avec lecycle de taches solaires du Soleil s'écoulant sur onze ans[43].
En 2007, la sondeVenus Express découvre l'existence d'unvortex atmosphérique double au pôle sud[45],[46] puis, en 2011, découvre également l'existence d'unecouche d'ozone dans les hautes couches de l'atmosphère de Vénus[47]. Cependant, cette couche étant très faible, on considère que Vénus ne possède aucunestratosphère[48].
En, l'ESA rapporte que l'ionosphère de Vénus ruisselle vers l'extérieur d'une manière similaire à celle de la queue d'unecomète[49],[50].
Composition comparée des atmosphères de la Terre et de Vénus
Spectre d'absorption d'un mélange gazeux simple correspondant à l'atmosphère terrestre.
Profil topographique de Vénus : au nord-ouest, les plateaux d’Ishtar Terra et deLakshmi Planum (en ocre clair), où culmine lemont Maxwell (en rouge et blanc) ; au sud de l'équateur, le plateau d’Aphrodite Terra, avec le volcanMaat Mons tout à fait à l'est (en ocre et rouge) ; au sud-est,Alpha Regio en vert très foncé, et, plus à l'ouest, en ocre,Beta Regio ; en vert et bleu foncé, les vastes plaines de Vénus ; en bleu plus clair, les dépressions vénusiennes.
La surface vénusienne a fait l'objet de spéculations, du fait de ses épais nuages renvoyant la lumière visible, jusqu'à ce que l'envoi de sondes spatiales permette de l'étudier. Les missionsVenera en 1975 et 1982 ont renvoyé des images d'une surface couverte de sédiments et de roches relativement anguleuses[52]. La surface a été cartographiée en détail parMagellan en 1990–91[53],[54]. Le sol montre alors des signes devolcanisme important, et lesoufre relevé dans l'atmosphère semble indiquer des éruptions récentes[55],[56].
Lesplateaux (aussi appelésHautes Terres ouHighlands), reliefs élevés parfois comparés auxcontinents terrestres[59], représentent ainsi moins de 15 % de la surface de la planète (contrairement aux 29 % de surface occupées par des continents sur Terre)[59]. Deux sont particulièrement remarquables par leurs dimensions, l'un se trouvant dans l'hémisphère nord de la planète et l'autre juste au sud de l'équateur.
Le continent sud est appeléAphrodite Terra, après la déessegrecque de l'amour. Il est trois fois plus étendu que le précédent, ayant une superficie similaire à celle de l'Amérique du Sud[60]. Ses reliefs y sont cependant moins élevés, présentant un réseau de fragments de plateaux dans un ensemble detesserae prolongé au sud-est et surtout au nord-est par descoronae et desvolcans, parmi lesquelsMaat Mons, le plus haut volcan vénusien[62],[63].
D'autres régions élevées, de moindre importance, existent également. C'est le cas d’Alpha Regio, une série decuvettes, d'arêtes, et deplis qui s'agencent dans toutes les directions avec une altitude moyenne de1 à 2km ; ou encore deBeta Regio, remarquable puisqu'on y aurait trouvé de hautes formationsvolcaniques dont certains sommets, récents, dépasseraient 5 000 m d'altitude[60]. Avec l'Ovda Regio et lesMaxwell Montes, du nom deJames Clerk Maxwell, ce sont les seules caractéristiques de la surface vénusienne à être nommées d'après un nom masculin, avant l'adoption du système actuel par l'Union astronomique internationale[64]. Lanomenclature planétaire actuelle est de nommer les caractéristiques vénusiennes d'après des femmes historiques et mythologiques[65].
La planète montre peu decratères d'impact, ce qui indique que la surface est relativement jeune, avec environ 300 à 600 millions d'années[66],[67]. Vénus possède des caractéristiques de surface uniques en plus des cratères d'impact, des montagnes et des vallées que l'on trouve couramment sur les planètes telluriques. Parmi ceux-ci se trouvent des éléments volcaniques à sommet plat appelés « farra », ressemblants à despancakes, et dont le diamètre varie de 20 à 50 km et la hauteur de 100 à 1 000 mètres. On y trouve aussi des fractures concentriques ressemblant à destoiles d'araignées appelées « arachnoïdes » et des anneaux de fractures parfois entourés d'une dépression, nommées « coronae ». Ces caractéristiques sont d'origine volcanique[68].
La longitude des caractéristiques physiques de Vénus est exprimée par rapport à sonméridien principal. Celui-ci était à l'origine défini comme traversant une tache lumineuse appelée Eve, située au sud d'Alpha Regio[69]. Une fois les missions Venera terminées, le méridien principal a été redéfini pour passer par le pic central ducratère Ariadne[70],[64]. Par ailleurs, la surface de la planète est répartie entre 62quadrangles cartographiés au1:5 000 000[71].
La température de surface de Vénus varie peu selon les latitudes et longitudes (elle estisotherme)[72]. La température est constante non seulement entre les deux hémisphères mais aussi entre l'équateur et les pôles[6],[72]. L'inclinaison de l'axe très faible de Vénus — moins de 3°, contre 23° sur Terre — minimise également les variations saisonnières de température[73]. Ainsi, l'altitude est donc l'un des rares facteurs qui puisse affecter la température vénusienne. Le point culminant de Vénus,Maxwell Montes, est donc le point le plus froid avec une température d'environ655K (380°C) et une pression atmosphérique de4,5MPa (45 bar)[74],[75].
En 1995, lasonde spatialeMagellan prend en image une substance très réfléchissante au sommet des plus hauts sommet montagneux, ressemblant à la neige qu'on trouve aux sommets des montages terrestres[76]. Cette substance s'est probablement formée à partir d'un processus similaire à la neige, bien que celui-ci se déroule à une température beaucoup plus élevée. Trop volatile pour se condenser à la surface de la planète, elle se serait ainsi élevée sous forme gazeuse à des altitudes plus élevées pour finalement y précipiter du fait des températures plus faibles. La composition de cette substance n'est pas connue avec certitude, mais il est supposé qu'elle puisse être dutellure ou dugalène (sulfure de plomb)[77].
Par ailleurs, des mesures d'émissivité à 1,18 µm réalisées en[78] suggèrent une relative abondance desgranites et autresroches felsiques sur les terrains les plus élevés — qui sont généralement les plus anciens — de la planète. Cela impliquerait l'existence passée d'unocéan global assorti d'un mécanisme de recyclage de l'eau dans lemanteau susceptible d'avoir produit de telles roches. À l'instar deMars, Vénus aurait ainsi peut-être connu, il y a plusieurs milliards d'années, des conditions tempérées permettant l'existence d'eau liquide en surface, eau aujourd'hui disparue — par évaporation puis dissociationphotochimique dans la haute atmosphère[79],[a].
Une grande partie de la surface vénusienne semble avoir été façonnée par l'activité volcanique. Vénus compte beaucoup plus de volcans que la Terre, dont 167 grands volcans de plus de 100 km de diamètre ; le seul complexe volcanique terrestre ayant au moins ce diamètre est lagrande île d'Hawaï[68]. Ceci n'est pas la conséquence d'une plus grande activité volcanique sur Vénus, mais surtout de l'ancienneté de sa croûte. Lacroûte océanique, sur Terre, est continuellement recyclée parsubduction aux limites desplaques tectoniques et a une moyenne d'âge d'environ 100 millions d'années[80] tandis que la surface vénusienne est estimée à 300–600 millions d'années[66].
Plusieurs éléments indiquent une activitévolcanique en cours sur Vénus. Les concentrations dedioxyde de soufre dans l'atmosphère ont diminué d'un facteur dix entre 1978 et 1986, puis ont bondi en 2006, avant à nouveau de diminuer d'un facteur dix entre 2006 et 2012[81]. Cela peut signifier que les niveaux avaient augmenté à la suite de grandes éruptions volcaniques[82],[83]. Il reste ainsi sur Vénus un volcanisme résiduel, entraînant parfois la présence delave en fusion au sol[84]. Il est également suggéré que la foudre vénusienne pourrait provenir de l'activité volcanique, et donc être de lafoudre volcanique[16]. En, des astronomes rapportent des preuves suggérant que Vénus était actuellementvolcaniquement active[85],[86].
En 2008 et 2009, la première preuve directe d'un volcanisme en cours est observée parVenus Express, sous la forme de quatre points chauds infrarouges localisés dans la zone de riftGanis Chasma[87], près duvolcan bouclierMaat Mons culminant à 8 km[62]. Trois des taches ont été observées lors de plusieurs orbites successives. Lesgéologues pensent ainsi que ces taches représentent de la lave fraîchement libérée par des éruptions volcaniques[88],[89]. Les températures réelles ne sont pas connues, car la taille des points chauds n'a pas pu être mesurée, mais devait être contenue dans un intervalle de800 K (527 °C) à1 100 K (827 °C) tandis que la température normale est évaluée à740 K (467 °C)[90].
D'autresMontes sont remarquables, avec par exemple levolcan bouclierGula Mons atteignant une altitude de 3 000 m dans l'ouest d'Eistla Regio[91] ou encoreTheia Mons etRhea Mons dans laBeta Regio. Séparés de 800 km, ces deux derniers ont été formés par lepanache dumanteau lors de l'apparition deDevana Chasma[92].Les sondessoviétiquesVenera 15 etVenera 16 ont répertorié des cratères d'impact à la surface de Vénus[93]. Il en existe près d'un millier, ceux-ci étant répartis uniformément sur la planète. Sur d'autres corps cratérisés, comme la Terre et la Lune, les cratères montrent une gamme d'états de dégradation. Sur la Lune la dégradation est causée par des impacts ultérieurs, tandis que sur Terre elle est causée par l'érosion éolienne et pluviale. Cependant, sur Vénus, environ 85 % des cratères sont en parfait état. Le nombre de cratères, ainsi que leur état préservé, indique que la planète a subi un événement de resurfaçage global (c'est-à-dire le renouvellement quasi complet de sa surface) il y a environ 300 à 600 millions d'années[66],[67] suivi d'une décroissance du volcanisme[94]. Aussi, alors que la croûte terrestre est en mouvement continu, Vénus serait incapable de soutenir un tel processus. Sans tectonique des plaques pour dissiper la chaleur de son manteau, Vénus subit plutôt un processus cyclique dans lequel les températures du manteau augmentent jusqu'à atteindre un niveau critique qui affaiblit la croûte. Puis, sur une période d'environ 100 millions d'années, la subduction se produit à grande échelle, recyclant complètement la croûte[68].
La croûtesilicatée, d'une épaisseur supposée allant de 20 à 50 km environ, serait plus épaisse que lacroûte océanique terrestre (moyenne de 6 km) et dans l'ordre de grandeur de lacroûte continentale terrestre (moyenne de 30 km)[103]. La taille de la croûte vénusienne a été déduite des nombreux épanchements de lave constatés autour des cratères d'impact. Cette croûte ne représenterait que 0,34 % du rayon de la planète et les analyses faites par les différentessondesVenera ont prouvé que le matériau extérieur de Vénus est semblable augranite et aubasalte terrestre (roches riches en silice et ferromagnésiennes). Le système de plaques continentales y serait moins complexe que sur Terre : les roches plus plastiques absorbent fortement les effets de ladérive des continents. Ainsi, Vénus n'a pas deplaques tectoniques comme celles de la Terre[101].
Cette différence fondamentale entre la géologie des deux planètes telluriques les plus ressemblantes peut être attribuée à leur évolution climatique divergente[104]. En effet, le climat vénusien empêche l'eau de se conserver à la surface, desséchant irréversiblement les roches de la croûte. Or, l'eau interstitielle des roches joue un grand rôle dans la subduction sur Terre où elle est conservée dans sesocéans. Les roches terrestres contiennent toutes un minimum d'eau résiduelle, ce qui n'est pas le cas dans les conditions du climat à hautes températures de Vénus[104].
Vénus possède unmanteau rocheux composé essentiellement desilicates et d'oxydes de métaux, dont l'épaisseur, encore incertaine, est estimée entre 28 % et 52 % du rayon planétaire[105]. Ce manteau pourrait comporter encore aujourd'hui (comme la Terre pendant 2 ou 3 Ga) unocéan magmatique, d'une épaisseur de 200 à 400 km[106].
Commecelui de la Terre, le noyau vénusien est au moins partiellement liquide car les deux planètes se sont refroidies à peu près au même rythme[108]. La taille légèrement plus petite de Vénus signifie que les pressions sont inférieures d'environ 24 % dans son noyau par rapport à celles régnant dans lenoyau terrestre[109]. La principale différence entre les deux planètes est le manque de preuves d'unetectonique des plaques sur Vénus, peut-être parce que sa croûte est trop dure pour qu'il y ait unesubduction sans eau pour la rendre moinsvisqueuse. Il en résulte que la perte de chaleur est réduite sur la planète, l'empêchant de se refroidir. Cela fournit une explication à son absence dechamp magnétique interne[110]. À la place, Vénus pourrait surtout réduire sa chaleur interne lors d'événements de resurfaçage majeurs[66].
Le noyau de Vénus serait constitué de deux parties : un noyau externe constitué defer et denickel liquides qui représenterait environ 30 % du rayon de la planète ; un noyau interne composé de fer et de nickel solides qui représenterait environ 17 % du rayon de Vénus[111]. Mais cela reste spéculatif car, contrairement à la Terre, il n'y a pas eu de mesures sismiques. Il n'est pas impossible que le noyau de Vénus soit entièrement liquide ou entièrement solide[112].
L'absence d'un champ magnétique intrinsèque à Vénus fut une surprise au moment de cette découverte, la grande similarité de la planète avec la Terre laissant présager uneffet dynamo dans son noyau. Pour qu'il y ait une dynamo, il est nécessaire qu'il y ait présence d'un liquideconducteur, d'une rotation et d'uneconvection. On pense que le noyau est électriquement conducteur et, bien qu'elle soit très lente, les simulations montrent que la rotation de Vénus est suffisante pour produire une dynamo[117],[118]. Cela implique qu'il manque une convection dans le noyau de Vénus pour faire apparaître la dynamo[119].
Sur Terre, la convection se produit dans la couche externe liquide du noyau car le bas de la couche liquide est beaucoup plus élevé en température que le haut. Sur Vénus, un des événements de resurfaçage global peut avoir arrêté la tectonique des plaques et conduit à une baisse du flux de chaleur à travers la croûte. Ce plus faiblegradient thermique entraînerait une augmentation de la température du manteau, réduisant ainsi le flux de chaleur hors du noyau[101]. En conséquence, aucune convection n'est réalisée pour entraîner un champ magnétique. Au lieu de cela, la chaleur du noyau est utilisée pour réchauffer la croûte[120].
D'autres hypothèses seraient que Vénus n'ait pas de noyau interne solide, limitant grandement la séparation des divers constituants et impuretés, et de là les mouvements internes du fluide métallique du noyau qui génèrent le champ magnétique[121], ou que son noyau ne se refroidisse pas, de sorte que toute la partie liquide du noyau est à peu près à la même température, empêchant une nouvelle fois toute convection. Une autre possibilité est que son noyau s'est déjà complètement solidifié. L'état du noyau dépend fortement de sa concentration desoufre, qui est actuellement inconnue et empêche donc de lever les incertitudes[120]. Malgré son faible champ magnétique, desaurores auraient été observées[122],[123].
La faible magnétosphère autour de Vénus signifie que levent solaire interagit directement avec les couches supérieures de son atmosphère[124]. À cet endroit, des ions hydrogène et oxygène sont créés par la dissociation de molécules neutres par le rayonnement ultraviolet. Le vent solaire fournit alors une énergie suffisante pour que certains de ces ions atteignent une vitesse permettant d'échapper au champ de gravité de Vénus. Ce processus d'érosion entraîne une perte constante d'ions de faible masse (hydrogène, hélium et oxygène) dans l'atmosphère, tandis que les molécules de masse plus élevée, telles que le dioxyde de carbone, sont plus susceptibles d'être retenues[125]. L'érosion atmosphérique par le vent solaire a probablement entraîné la perte de la plupart de l'eau de Vénus au cours du premier milliard d'années après sa formation[126]. L'érosion a également augmenté la proportion de l'isotopedeutérium par rapport à l'hydrogèneprotium sans neutron (donc de masse inférieure et plus facilement emporté), aboutissant à un ratio de deutérium sur protium dans l'atmosphère supérieur à100 fois à ceux trouvés dans le reste du Système solaire[127].
Par sa taille et sa masse, Vénus est très similaire à la Terre et a souvent été décrite comme la« sœur jumelle » de cette dernière[1],[128]. Les deux planètes sont semblables par leurs aspects physiques, possédant notamment peu de cratères — signe d'une surface relativement jeune et d'une atmosphère dense — et ayant des compositions chimiques proches[1]. Le tableau suivant récapitule d'autres propriétés physiques relativement proches par rapport à la Terre :
Comparaison de propriétés physiques de Vénus et de la Terre
Une partie des astronomes pensaient, avant l'envoi de sondes spatiales à sa surface, que Vénus pouvait être très similaire à la Terre sous ses épais nuages et peut-être même abriter la vie[129]. Certaines études émettent l'hypothèse qu'il y a quelques milliards d'années, Vénus aurait été bien plus semblable à la Terre qu'elle ne l'est actuellement[130]. Il y aurait ainsi eu des quantités importantes d'eau à sa surface et cette eau se serait évaporée à la suite d'un importanteffet de serre[13].
Photomontage comparatif des tailles desplanètes telluriques du Système solaire (de gauche à droite) : Mercure, Vénus (images radar), la Terre et Mars.
Comparaison de caractéristiques physiques des planètes telluriques du Système solaire
Vénus orbite autour du Soleil à une distance moyenne d'environ 108 millions de kilomètres (entre 0,718 et 0,728 au) etcomplète une orbite tous les224,7 jours terrestres, soit environ1,6 fois plus vite que la Terre[6]. Bien que toutes lesorbites planétaires soientelliptiques, l'orbite de Vénus est celle qui est la plus proche d'uneorbite circulaire, avec uneexcentricité inférieure à 0,01[6],[134]. Lorsqu'elle se situe entre la Terre et le Soleil enconjonction inférieure, Vénus est la planète se rapprochant le plus de la Terre, à une distance moyenne de 42 millions de kilomètres environ[135]. Cependant, elle passe la majorité de son temps éloignée de la Terre.Mercure est donc en moyenne la planète la plus proche de la Terre, du fait de sa plus faible distance au Soleil[136],[137]. La planète atteint en moyenne sa conjonction inférieure tous les584 jours, ce qu'on appelle sapériode synodique[6].
Position orbitale et rotation de la planète Vénus indiquée tous les 10 jours terrestres d'intervalle, de 0 à250 jours. En conséquence de la lente rotation rétrograde de Vénus, tout point donné sur Vénus a près de60 jours terrestres d'illumination continue et une période équivalente d'obscurité.
Toutes les planètes duSystème solaire tournent autour du Soleil dans lesens antihoraire vu depuis lepôle nord de la Terre. Aussi, la plupart des planètes tournent également sur leurs axes dans le sens antihoraire/direct. Ce n'est pas le cas de Vénus (on peut également citerUranus), qui tourne dans le sens horaire : on parlera derotation rétrograde[135]. Sapériode de rotation est de243 jours terrestres — la rotation la plus lente de toutes les planètes du Système solaire[134]. Celle-ci n'est connue que depuis, date à laquelle des observations radar menées par leJet Propulsion Laboratory ont permis d'observer la surface de la planète au travers de l'épaisse atmosphère[138].
Unjour sidéral vénusien dure donc plus longtemps qu'une année vénusienne (243 contre 224,7 jours terrestres)[139]. Du fait de cette rotation rétrograde, un observateur à la surface de Vénus verrait le Soleil se lever à l'ouest et se coucher à l'est[140]. En pratique, les nuages opaques de Vénus empêchent d'observer le Soleil depuis la surface de la planète[141].
En raison de la rotation rétrograde, la durée d'unjour solaire sur Vénus est significativement plus courte que le jour sidéral, durant 116,75 jours terrestres, alors qu'ils sont plus longs pour les planètes avec une rotation dans le sens direct[142]. Une année vénusienne représente donc environ 1,92 jour solaire vénusien et les journées et les nuits vénusiennes s'étendent chacune sur près de deux mois terrestres :58 j 9 h[142].
Parce que sa rotation est si lente, Vénus est très proche d'unesphère avec unaplatissement presque nul[143]. Aussi, l'équateur de Vénus tourne à6,52km/h tandis que celui de la Terre tourne à1 674km/h[144]. La rotation de Vénus a ralenti pendant les 16 ans s'étant écoulés entre les visites des véhicules spatiauxMagellan etVenus Express : le jour sidéral vénusien a augmenté de 6,5 minutes dans ce laps de temps[145],[146].
Les causes de larotation rétrograde de Vénus sont encore mal comprises et la planète s'est peut-être formée à partir de lanébuleuse solaire avec une période de rotation et une obliquité différentes de celles qu'elle connaît actuellement. L'explication la plus souvent avancée est une collision gigantesque avec un autre corps de grande taille, pendant la phase de formation des planètes du Système solaire[147],[148],[149].
Une autre explication met en jeu l'atmosphère vénusienne qui, du fait de sa forte densité, a pu influencer la rotation de la planète. Des travaux deJacques Laskar et Alexandre C. M. Correia prenant en compte les effets demarée thermique atmosphérique montrent le comportement chaotique de l'obliquité et de la période de rotation de Vénus[150],[151]. Vénus aurait donc pu évoluer naturellement sur plusieurs milliards d'années vers une rotation rétrograde sans avoir à faire intervenir de collision avec un corps massif. La période de rotation observée aujourd'hui pourrait ainsi être un état d'équilibre entre un verrouillage pareffet de marée dû à la gravitation duSoleil, qui a tendance à ralentir la rotation, et une marée atmosphérique créée par le chauffage solaire de l'atmosphère vénusienne épaisse qui l’accélérerait[152],[153]. Il n'est cependant pas possible de savoir si l'obliquité de Vénus est passée brusquement de 0° à 180° au cours de son histoire ou si sa vitesse de rotation s'est ralentie jusqu'à une vitesse nulle pour ensuite devenir négative. Les deux scénarios sont possibles et aboutissent au même état d'équilibre actuel[c].
Vénus est quasiment enrotation synchrone avec la Terre, de sorte que toutes les fois où Vénus est enconjonction inférieure, Vénus présente presque exactement la même face à la Terre. Cela est dû au fait que l'intervalle moyen de 583,92 jours terrestres entre les approches rapprochées successives de la Terre (période synodique) est presque égal à cinq jours solaires vénusiens (car 583,92/116,75 ≈ 5,0015)[6],[154].
Ainsi, il a été discuté d'une hypothétique synchronisation Terre-Vénus. Cependant, ce ratio n'est pas exactement égal à 5, tandis que leverrouillage gravitationnel de la Lune sur la Terre (1:1) ou de celui de la rotation de Mercure sur sa révolution (3:2) sont exacts et stabilisés[155]. Aussi, les forces de marée impliquées dans la synchronisation Vénus-Terre sont extrêmement faibles. L'hypothèse d'une résonance spin-orbite avec la Terre a donc été écartée[156], la synchronisation observée pouvant être une coïncidence uniquement observable à notreépoque astronomique[155].
Une étude de modélisation réalisée en 2006 auCalifornia Institute of Technology par Alex Alemi etDavid Stevenson sur l'origine duSystème solaire montre que Vénus a probablement eu au moins une lune créée par un grandimpact cosmique il y a plusieurs milliards d'années[166],[167]. Puis, environ 10 millions d'années plus tard, selon l'étude, un autre impact aurait inversé la direction de rotation de la planète et a provoqué uneaccélération par effet de marée de la lune vénusienne vers Vénus jusqu'à ce qu'elle entre en collision avec elle[167]. Si des impacts ultérieurs créaient des lunes, celles-ci étaient également supprimées de la même manière. Une autre explication du manque de satellites est l'effet de fortesmarées solaires, qui peuvent déstabiliser les gros satellites en orbite autour des planètes terrestres intérieures, comme c'est également le cas pourMercure[168],[169].
Vénus est toujours plus brillante que les autres planètes et étoiles (sauf le Soleil) vu depuis la Terre.Jupiter est le deuxième objet le plus brillant de l'image.
À l'œil nu, Vénus est le troisième objet naturel le plus brillant duciel (après le Soleil et la Lune)[170],[171]. Elle apparaît comme un point blanc brillant avec unemagnitude apparente variant entre -4,6 et -3,7 (moyenne de -4,14 et écart-type de 0,31)[172],[173], et undiamètre apparent compris entre 9,7 et 66 secondes d'arc. La magnitude la plus brillante se produit pendant la phase de croissant environ un mois avant ou après la conjonction inférieure. La planète est suffisamment brillante pour être vue dans un ciel clair en journée[174],[175] mais est plus facilement visible lorsque le soleil est bas à l'horizon ou en train de se coucher. Du fait de sa luminosité elle est le seul objet céleste du ciel nocturne, mis à part la lune, à pouvoir projeter uneombre sur le sol terrestre[176],[177]. En tant queplanète inférieure de la Terre, sonélongation (c'est-à-dire l'angle marqué entre la planète et le soleil dans le ciel terrestre) connaît une valeur maximale de 47°[178].
Vénus dépasse la Terre tous les 584 jours en ce qui concerne leur orbite autour du Soleil[6]. Ce faisant, elle passe de « l'étoile du soir », visible après le coucher du soleil, à « l'étoile du matin », visible avant le lever du soleil. À l'inverse deMercure, l'autre planète inférieure qui possède elle uneélongation maximale de 28° et qui est souvent difficile à discerner au crépuscule, Vénus est très facilement visible, surtout lorsqu'elle est à son plus fort[170]. Lecrépuscule astronomique (moment où le soleil est suffisamment sous l'horizon pour qu'il y ait un ciel totalement sombre) étant d'environ 18°, elle peut atteindre jusqu'à un angle de 47-18 = 29° dans un ciel noir et rester visible jusqu'à plusieurs heures après le coucher du soleil[179].
Ces caractéristiques ont contribué à son surnom dans la culture populaire occidentale d’« étoile du berger »[171] (bien que le terme « étoile » soit impropre puisqu'il s'agit d'une planète) car elle peut être facilement visible dans le ciel, ce qui historiquement permettait de guider les gardiens de troupeaux pour aller aux pâturages ou en revenir[180]. En tant qu'objet ponctuel le plus brillant du ciel, Vénus est également communément prise pour unobjet volant non identifié[181],[182],[183].
Au cours de son orbite autour du Soleil, Vénus affiche desphases comme celles de laLune lorsque vue autélescope[184]. La planète apparaît comme un petit disque dit « plein » lorsqu'elle est située de l'autre côté du Soleil par rapport à la Terre (à uneconjonction supérieure). Vénus montre un disque plus grand et une « phase quart » à sesallongements maximaux par rapport au Soleil, et apparaît alors à son plus brillant dans le ciel nocturne[185]. La planète présente uncroissant mince beaucoup plus grand en vue télescopique lorsqu'elle passe le long du côté proche entre la Terre et le Soleil. Enfin, Vénus affiche sa plus grande taille et sa « nouvelle phase » lorsqu'elle se situe entre la Terre et le Soleil (à conjonction inférieure). Son atmosphère est visible au télescope du fait du halo de lumière solaire réfractée autour d'elle[178].
On appelle « transit de Vénus » le passage de la planète Vénus entre la Terre et le Soleil, où l'ombre de Vénus apparaît devant le disque solaire. L'orbite vénusienne étant légèrement inclinée par rapport à l'orbite terrestre, lorsque la planète passe entre la Terre et le Soleil elle ne traverse généralement pas la face du Soleil. Ainsi, lestransits de Vénus se produisent alors lorsque laconjonction inférieure la planète coïncide avec sa présence dans le plan de l'orbite terrestre, plus précisément quand elles croisent laligne d'intersection de leurs plans orbitaux[187]. Cet événement est rare à l'échelle de temps humaine du fait des critères nécessaires à cette observation : les transits de Vénus se produisent par cycles de243 ans, le schéma actuel étant des paires de transit séparées de huit ans et se produisant à des intervalles d'environ105,5 ans ou121,5 ans[188]. Ce modèle fut découvert pour la première fois en 1639 par l'astronome anglaisJeremiah Horrocks[189].
Au cours du transit de Vénus, il apparaît un effet d'optique appelé « phénomène de la goutte noire ». Lors du deuxièmecontact et juste avant le troisième contact, une petite larme noire semble connecter le disque de la planète avec la frontière du limbe solaire, rendant difficile de dater précisément les contacts[190].
La dernière paire de transits s'est produite les8 juin 2004 et5-6 juin 2012. Le transit pouvait à cette occasion être regardé en direct sur Internet à partir de nombreuxstreaming ou observé localement avec le bon équipement et les bonnes conditions[202],[203]. Le prochain transit aura lieu le11 décembre 2117[188],[204].
Le pentagramme de Vénus. La Terre est positionnée au centre du diagramme et la courbe représente l'orbite de Vénus en fonction du temps.
Lepentagramme de Vénus est le chemin que Vénus trace comme observé depuis laTerre. Il résulte du fait que lesconjonctions inférieures successives de Vénus se répètent très près d'un rapport de 13:8 (la Terre faisant 8 révolutions quand Vénus en fait 13), donnant ainsi un angle constant de 144° sur les conjonctions inférieures séquentielles, c'est-à-dire à chaquepériode synodique[212],[d]. Ce rapport est une approximation : en réalité 8/13 vaut 0,615 38 tandis que Vénus orbite autour du Soleil en 0,615 19 année terrestre[213]. Comme il faut 5 périodes synodiques de Vénus pour former le pentagramme, cela se produit toutes les 8 années terrestres[e].
Un mystère de longue date des observations de Vénus est salumière cendrée[18]. Il s'agit d'un phénomène lumineux évanescent qui se présenterait sous la forme d'une lueur diffuse à peine discernable éclairant la partie sombre du disque de Vénus lorsque la planète est en phase de croissant[186],[128]. La première observation revendiquée de la lumière cendrée est faite en 1643, mais l'existence de l'illumination n'a jamais été confirmée de manière fiable. Les observateurs émettent l'hypothèse que cela pourrait résulter d'une activité électrique dans l'atmosphère vénusienne, mais cela pourrait également être uneillusion d'optique résultant de l'effet physiologique de l'observation d'un objet brillant en forme de croissant[214],[215].
Phosphoros et Hespéros parEvelyn De Morgan. Phosphoros symbolise le matin avec latorche levée tandis qu'Hespéros symbolise le soir avec la torche baissée.
Vénus étant le troisième astre du ciel en termes demagnitude apparente, après leSoleil et laLune, elle a attiré l'attention des premiersastronomes. Aussi, Vénus est la première planète à avoir ses mouvements tracés dans le ciel, dès leIIe millénaire av. J.-C.[216] Cependant, parce que les mouvements de la planète semblent être discontinus (elle peut disparaître du ciel pendant plusieurs jours en raison de sa proximité avec le soleil) et qu'elle apparaît tantôt le matin (Astre du matin) et tantôt le soir (Astre du soir), de nombreuses cultures et civilisations ont d'abord pensé que Vénus correspondait à deux astres différents[217]. Ainsi, pour lesanciens Égyptiens, l'étoile du matin était appeléeTioumoutiri et l'étoile du soirOuaiti[218]. De même, les Chinois ont historiquement appelé la Vénus du matin « la Grande Blanche » (Tài-bái太白) ou « l'Ouvreuse de la Luminosité » (Qǐ-míng啟明), et la Vénus du soir comme « l'Excellente Ouest » (Cháng-gēng長庚)[219].
Néanmoins, unsceau-cylindre de lapériode de Djemdet Nasr et latablette d'Ammisaduqa de lapremière dynastie de Babylone indiquent que lesBabyloniens semblent avoir compris assez tôt que les « étoiles du matin et du soir » étaient le même objet céleste[220],[221]. Vénus est alors connue sous le nom deNinsi'anna (« dame divine, illumination du ciel » du fait de sa brillance) et plus tard sous le nom de Dilbat[222]. Les premières orthographes du nom sont écrites avec le signecunéiforme si4 (= SU, signifiant « être rouge ») dont la signification première pourrait être « dame divine de la rougeur du ciel », en référence à la couleur de l'aube et du crépuscule[223].
Lesanciens Grecs pensèrent également que Vénus était deux corps distincts, une étoile du matin et une étoile du soir. Ils les appelèrent respectivementΦωσϕόρος /Phōsphóros, « apporteur de lumière » (d'où l'élémentphosphore ; alternativementἙωσφόρος /Heōsphóros), « aurore ») pour l'étoile du matin, etἝσπερος /Hésperos, « occidental », pour l'étoile du soir[224].Pline l'Ancien attribue la découverte qu'ils étaient un seul objet céleste àPythagore au sixième siècle avant notre ère[225], tandis queDiogène Laërtius soutient queParménide fut probablement responsable de cette redécouverte[226]. Plus tard, bien que les anciens Romains aient reconnu Vénus comme un seul objet céleste, les deux noms grecs traditionnels ont continué à être utilisés et aussi traduits en latin parLucifer (signifiant « porteur de lumière ») pour l'apparition du matin etVesper pour celle du soir[224],[227],[228].
Au deuxième siècle de notre ère,Ptolémée émet l'hypothèse dans son traité d'astronomieAlmageste que Mercure et Vénus sont situées entre le Soleil et la Terre, au sein d'unsystème géocentrique[229],[230].
Parallèlement, lesMayas considèrent Vénus comme le corps céleste le plus important après leSoleil et laLune. Ils l'appellentChac ek ouNoh Ek, signifiant « la grande étoile » et savent qu'il ne s'agit que d'un seul astre[231],[232]. Les cycles de Vénus font l'objet d'uncalendrier retrouvé dans lecodex de Dresde et les Mayas suivent les apparitions et conjonctions de Vénus à l'aube et aucrépuscule[233],[234]. Ce calendrier repose notamment sur leur observation que cinqpériodes synodiques de la planète correspondent à huit années terrestres, cause du « pentagramme de Vénus »[218]. De nombreux événements de ce cycle étaient associés au mal et lesguerres ont parfois été coordonnées pour coïncider avec les phases du cycle[233].
En réalité, il n'y a pas eu de transit de Vénus du vivant d'Ibn Bajjah[240],[188] et les transits de deux planètes n'ont pas pu être simultanés comme le décrit Averroès[239]. Aussi, si Avicenne n'a pas noté le jour où il aurait observé un transit et s'il y a bien eu un transit de son vivant (le, cinq ans avant sa mort), celui-ci ne pouvait être visible pour lui du fait de sa position géographique[239],[241].
D'une façon générale, des doutes ont été soulevés par des astronomes plus récents sur l'observation des transits par les astronomes médiévaux arabes, ceux-ci ayant été potentiellement confondus avec destaches solaires[239],[242]. Ainsi, toute observation d'un transit de Vénus avant lestélescopes reste spéculative[242].
La découverte parGalilée que Vénus montre des phases (bien qu'elle reste près du Soleil dans le ciel terrestre) prouve qu'elle orbite autour duSoleil et non de laTerre.
Le physicienitalienGalilée invente lalunette astronomique en 1609. En, il l'utilise pour observer Vénus et constate que la planète présente desphases, comme la Lune[243],[244]. Il note qu'elle montre une phase semi-éclairée lorsqu'elle est au plus fort de sonélongation et qu'elle apparaît comme uncroissant ou une phase complète lorsqu'elle est au plus proche du Soleil dans le ciel[243]. Galilée en déduit que Vénus est en orbite autour du Soleil, ce qui est l'une des premières observations contredisant clairement lemodèle géocentrique deClaude Ptolémée selon lequel le Système solaire serait concentrique et centré sur la Terre[245],[246].
Vers 1666,Cassini estime à un peu plus de23 heures la période de rotation de Vénus, sans parvenir à identifier s'il s'agit vraiment d'une rotation ou bien d'unelibration[252],[140],[253]. Cette erreur par rapport à la valeur réelle maintenant connue est notamment due aux marques de mouvement sur la surface de la planète créées par son atmosphère dense, dont l'existence n'était alors pas connue[253].
Vers 1726,Francesco Bianchini observe, ou croit observer, grâce à une lunette particulièrement puissante des taches sur la surface de la planète indiquant des étendues similaires auxmers lunaires[254]. Il réalise ainsi le premier planisphère de Vénus[254].
Pour les transits de Vénus de 1761 et de 1769, de grandes expéditions sont organisées à travers le monde afin de réaliser des observations permettant de mesurer l'unité astronomique (au) à l'aide de la méthode de laparallaxe[249],[255]. Des noms telles que ceux deJames Cook et deGuillaume Le Gentil restent associés à ces expéditions. Cependant, les résultats de la mesure de l'au réalisés en 1771 parJérôme de Lalande sont décevants en raison de la mauvaise qualité des observations[255].
L'atmosphère de Vénus est également découverte en 1761 par lepolymathe russeMikhail Lomonosov, puis observée en 1792 par l'astronome allemandJohann Schröter[256],[257]. Schröter découvre en effet que lorsque la planète est un mince croissant, ses pointes s'étendent sur plus de 180° ; il suppose donc que cela est dû à l'effet de ladispersion de la lumière du soleil dans une atmosphère dense[258]. Plus tard, l'astronome américainChester Lyman observe un anneau complet autour de la planète alors qu'elle est enconjonction inférieure, fournissant des preuves supplémentaires d'une atmosphère[259].
De nouvelles expéditions sont organisées pour les transits de 1874 et de 1882, aboutissant à de meilleures approximation de l'UA, d'études de l'atmosphère vénusienne[255] et de la plus ancienne expérimentation de film connue : lePassage de Vénus par l'astronome françaisJules Janssen[200],[260].
L'atmosphère, qui avait auparavant compliqué les efforts pour déterminer unepériode de rotation d'observateurs tels que Cassini et Schröter[253], est prise en compte en 1890 parGiovanni Schiaparelli et d'autres qui optent alors pour une période de rotation de225 jours environ, ce qui aurait alors correspondu à unerotation synchrone avec le Soleil[261].
Utilisation de nouveaux outils à partir duXXe siècle
Les observations spectroscopiques des années 1900 ont donné les premiers indices plus précis sur la rotation vénusienne.Vesto Slipher essaie de mesurer ledécalage Doppler de la lumière de Vénus, mais constate qu'il ne peut détecter aucune rotation. Il en déduit que la planète doit avoir une période de rotation beaucoup plus longue qu'on ne le pensait auparavant[262].
Les premières observations ultraviolettes sont effectuées dans les années 1920, lorsqueFrank E. Ross constate que lesphotographies ultraviolettes révèlent des détails absents dans le rayonnement visible etinfrarouge. Il suggère que cela est dû à une atmosphère inférieure dense et jaune avec de hautsnuages de cirrus[263].
Des travaux ultérieurs dans les années 1950 montrent que la rotation est rétrograde. Aussi, desobservations radar de Vénus sont effectuées pour la première fois dans les années 1960 et fournissent les premières mesures de la période de rotation, qui sont alors déjà proches de la valeur exacte connue soixante ans plus tard[264]. C'est aussi l'observation radio qui indique en 1958, soit bien avant l'atterrissage de la sondeVenera 7 en 1970, que la température du sol de la planète est de l'ordre de500 °C[265].
Dans les années 1970, les observations radar révèlent pour la première fois des détails de la surface vénusienne. Des impulsions d'ondes radio sont diffusées sur la planète en utilisant le radio-télescope de300 mètres à l'Observatoire Arecibo et les échos révèlent deux régions hautement réfléchissantes, désignéesAlpha Regio etBeta Regio. Les observations révèlent également une région brillante attribuée à une montagne, qui est appeléeMaxwell Montes[266]. Ces trois caractéristiques sont désormais les seules sur Vénus à ne pas avoir de prénom féminin car nommées avant la normalisation de l'Union astronomique internationale[64].
L'exploration de Vénus à l'aide desondes spatiales commence au début des années, peu après l'envoi du premier satellite artificiel en orbite,Spoutnik 1. Une vingtaine d'entre elles ont depuis visité la planète, que ce soit pour de simples survols, pour des séjours plus longs en orbite autour de Vénus, ou encore pour larguer des modules d'observation dans l'atmosphère et à la surface de Vénus. Jusque dans les années 2000, l'exploration de cette planète était uniquement réalisée par l'Union soviétique et lesÉtats-Unis.
Vue globale de Vénus en lumière ultraviolette (Mariner 10, 1974).
En 1974,Mariner 10 transite par Vénus lors d'une manœuvre d'assistance gravitationnelle lui permettant de se diriger versMercure. La sonde prend des photographies ultraviolettes des nuages pendant le survol, révélant des vitesses de vent très élevées dans l'atmosphère vénusienne[276].
En 1975, les atterrisseurs soviétiquesVenera 9 et10 transmettent les premières images de la surface de Vénus, qui étaient alors en noir et blanc.Venera 9 devient alors la première sonde de l'humanité à se poser sur une autre planète que laTerre, et la première à retransmettre des clichés de sa surface. En, les premières images couleur de la surface sont obtenues par les atterrisseurs soviétiquesVenera 13 et14, lancés à quelques jours d'intervalle[270].
La NASA obtient des données supplémentaires en 1978 avec le projetPioneer Venus qui comprend deux missions distinctes :Pioneer Venus Orbiter etPioneer Venus Multiprobe[277],[278]. Le programme soviétiqueVenera réalise en, lorsque les sondesVenera 15 et16 sont placées en orbite, une cartographie détaillée de 25 % du terrain de Vénus (du pôle nord à 30° de latitude nord)[279].
Vénus est par la suite régulièrement survolée afin de réaliser des manœuvres d'assistance gravitationnelle, notamment par les sondes soviétiquesVega 1 etVega 2 (1985), qui profitent de leur passage autour de la planète pour y larguer chacune un ballon atmosphérique et un atterrisseur, avant de se diriger vers laComète de Halley. Toutefois, aucun atterrisseur ne parvient à la surface, leur parachute ayant été arraché par les vents violents de l'atmosphère vénusienne[280].
La sondeVénus Express de l'Agence spatiale européenne (réalisée en coopération avecRoscosmos) est lancée en et observe Vénus depuis jusqu'au. Elle permet de réaliser plusieurs découvertes importantes dont une possible activité volcanique récente, le ralentissement de sa vitesse de rotation ou encore la présence d'une « queue magnétique »[283].
Le, la sonde européenneBepiColombo, réalisée en partenariat avec laJAXA nippone, décolle vers la planèteMercure. Durant son trajet, elle réalisera deux survols de la planète Vénus, durant lesquels elle effectuera plusieurs expériences, servant notamment à tester les instruments de la sonde avant son arrivée autour de Mercure en 2025[294].
Panorama à 180 degrés de la surface de Vénus capturé par la sondeVenera 9 en 1975.
La spéculation sur l'existence de la vie sur Vénus a considérablement diminué depuis le début des années 1960, lorsque lesvéhicules spatiaux ont commencé à étudier la planète et qu'il est devenu clair que les conditions sur Vénus sont bien plus hostiles que celles sur Terre[295].
Quelques scientifiques ont émis l'hypothèse de l'existence demicroorganismesextrémophiles thermoacidophiles dans les couches supérieures acides à basse température de l'atmosphère vénusienne[296],[297]. Aussi, en, les astronomes ont signalé que le nouveau modèle à long terme d'absorbance et de changement d'albédo dans l'atmosphère de la planète Vénus est causé par des « absorbeurs inconnus », qui peuvent être des produits chimiques ou même de grandes colonies demicro-organismes haut dans l'atmosphère de la planète[43],[298].
En septembre 2020, legrand réseau d'antennes millimétrique/submillimétrique de l'Atacama et leJames Clerk Maxwell Telescope observent la signature dephosphine gazeuse dans le spectre de l'atmosphère de Vénus, et ce en l'absence demécanismes naturels abiotiques connus de production en quantité suffisante de cette molécule sur une planète tellurique[299],[300]. Toutefois, l'article paru dansNature reste prudent :« Questions of why hypothetical organisms on Venus might make PH3 are also highly speculative ». LaNASA[301] ainsi que différents journaux scientifiques appellent à la prudence sur les résultats de détection de la phosphine ainsi que sur ses potentielles origines[302]. En novembre, l'observation elle-même est contestée, notamment en raison d'erreurs de calibration du télescope[303].
Une présence permanente sur Vénus, au même titre que surMars, serait un nouveau pas dans le cadre de laconquête spatiale. Aussi, différentes méthodes de colonisation sont envisagées ou l'ont été.
La pression atmosphérique et la température à cinquante kilomètres au-dessus de la surface sont similaires à celles de la surface de la Terre. Cela a conduit à des propositions d'utilisation d'aérostats (ballons plus légers que l'atmosphère) pour l'exploration initiale et, finalement, pour des « villes flottantes » permanentes dans l'atmosphère vénusienne[304]. Parmi les nombreux défis d'ingénierie à relever figurent les quantités dangereuses d'acide sulfurique à ces hauteurs. Cette approche a notamment été proposée par la NASA dans le cadre de son projetHigh Altitude Venus Operational Concept[285],[286].
Une autre forme de colonisation sur Vénus serait saterraformation. Uneterraformation de Vénus consisterait à la rendre habitable pour l'homme, et donc rendre les conditions de surface moins hostiles. Ainsi, il faudrait abaisser sa température de surface, éliminer ledioxyde de carbone en excès dans l'atmosphère et accélérer sa période de rotation afin d'aboutir à un cycle jour/nuit plus proche de celui connu sur Terre[305],[306].
Vénus étant une caractéristique principale du ciel nocturne, elle a revêtu une importance dans lamythologie, l'astrologie et lafiction à travers l'histoire et dans différentes cultures. Ainsi, la planète doit son nom à la déesseVénus, déesse de l'amour dans lamythologie romaine (assimilée à l'Aphrodite de lamythologie grecque)[307]. De là vient également le nom du cinquième jour de la semaine :vendredi (deveneris diem, enlatin, pour « jour de Vénus »)[308],[309].
Dans lamythologie mésopotamienne,Ishtar, la déesse de l'amour, est associée à la planète Vénus[310],[311]. Un des symboles de la déesse, l'étoile à huit branches, la représente comme l'étoile du matin ou du soir[311]. De plus, les mouvements d'Ishtar dans les mythes qui lui sont associés correspondent aux mouvements de la planète Vénus dans le ciel[217].
LesChrétiens, reprenant lenom romainLucifer (« porteur de lumière ») pour désigner « l'étoile du matin »[312], associent la « chute » de la planète dans le ciel à celle d'unange. Cela aboutit finalement à la figure de l'ange déchuLucifer[313].
Dans la culture populaire occidentale, la planète Vénus est surnommée l’« étoile duberger » car elle peut être facilement visible dans le ciel du matin (à l'est), avant l'aurore, ou dans le ciel du soir (à l'ouest), après le crépuscule[180]. À l'époque moderne, le terme « étoile » est impropre car il est connu qu'il s'agit d'une planète, mais pour les Anciens, elle faisait partie des cinq astres dits « errants »[322]. On lui attribua ce nom car les gardiens de troupeaux dans les temps anciens en tenaient compte pour aller dans les pâturages ou en revenir[323]. Chez lesDogons, peuple contemporain duMali réputé pour sacosmogonie, elle peut également être appeléeenegirim tolo, pour « étoile du berger »[324]. Par ailleurs, leur cosmogonie mentionne l'existence d'unsatellite naturel autour de Vénus[325].
L'étoile du berger est parfois confondue avec l’étoile desRois mages, ouÉtoile de Bethléem, bien qu'il s'agisse d'astres différents[323]. Cette dernière est parfois évoquée comme ayant été unenova,supernova ou encore lacomète de Halley, ces hypothèses ayant été mises de côté car aucun de ces phénomènes ne s'est déroulé durant le règne d’Hérode. L'explication actuelle est que l'intense lumière ait été produite par uneconjonction entreJupiter etSaturne[323],[326].
Avec l'invention du télescope, l'idée que Vénus était un monde physique et une destination possible a commencé à prendre forme.
Aussi, elle est représentée dans la fiction depuis leXIXe siècle. La forte couverture nuageuse vénusienne laisse également aux écrivains descience-fiction toute latitude pour spéculer sur les conditions de vie à sa surface, d'autant plus que les premières observations ont montré que non seulement sa taille était similaire à celle de la Terre mais qu'elle possédait une atmosphère substantielle. Plus proche du Soleil que la Terre, la planète est souvent décrite comme plus chaude, mais toujourshabitable par les humains[336] ; les écrivains imaginent alors des extraterrestres qu'ils nomment les Vénusiens. Legenre a atteint son apogée entre les années 1930 et 1950[337], à une époque où la science avait révélé certains aspects de Vénus, mais pas encore la dure réalité de ses conditions de surface ; on peut notamment citerDans les murs d'Eryx deH.P. Lovecraft en 1939,Parelandra deC. S. Lewis en 1943 etLes Océans de Vénus d'Isaac Asimov en 1954. Cependant, après les premières missions d'exploration robotisées, les résultats montrent qu'aucune forme de vie n'y est possible à la surface. Cela met un terme à ce genre particulier reposant sur l'espérance d'une Vénus habitée[129].
Aussi, à mesure que la connaissance scientifique de Vénus a progressé, les auteurs de science-fiction modifient les thèmes abordés. Ainsi, des ouvrages conjecturant des tentatives humaines deterraformer Vénus se sont développés[338], comme dans le diptyque dePamela Sargent (Vénus des rêves etVénus des ombres en 1986 et 1988). Une approche de villes flottantes dans l'épaisse atmosphère de la planète afin de connaître des températures plus clémentes est également abordée dansLe Sultan des nuages (2010) deGeoffrey Landis[339]. Quatre ans après, des chercheurs de la NASA proposent un projet similaire,High Altitude Venus Operational Concept, visant à établir une colonie humaine dans des dirigeables à50 kilomètres d'altitude sur Vénus[285],[286].
L'idée, erronée, selon laquelle le symbole représente le miroir de ladéesse est introduite parJoseph Juste Scaliger à la fin duXVIe siècle[343]. Il invoque également le fait que le cuivre fut utilisé pour réaliser les miroirs antiques, faisant ainsi le lien avec le symbole alchimique[343]. Au début duXVIIe siècle,Claude Saumaise établit que le symbole dérive en réalité de la première lettre du nom grec de la planèteΦωσϕόρος /Phōsphóros, comme les symboles des autres planètes[340],[341].
↑La rotation de Vénus étant rétrograde, l’inclinaison de son axe est supérieure à 90°. On pourrait dire que son axe est incliné de « -2,64° ».
↑« Dans le premier scénario, Vénus s'incline de plus en plus jusqu'à se retrouver « la tête en bas » tout en ralentissant ; et dans l'autre, l'obliquité est amenée à zéro et la vitesse de rotation diminue jusqu'à s'annuler puis passe en valeur négativeIn the first scenario, the axis is tilted towards 180 degrees while its rotation rate slows down, while in the second one, the axis is driven towards 0 degree obliquity and the rotation rate decreases, stops, and increases again in the reverse direction » (Laskar 2003,p. 8).
↑Hua C.T., Courtès G. et Nguyen-Huu-Doan,Détection de la molécule SO2 dans l'atmosphère de Vénus: The Messenger - ESO 1979, Compte Rendu de l'Académie des Sciences, 288, Série B, 187.
↑« The HITRAN Database », Atomic and Molecular Physics Division,Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics(consulté le) :« HITRAN is a compilation of spectroscopic parameters that a variety of computer codes use to predict and simulate the transmission and emission of light in the atmosphere. ».
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