Vous l’avez appris avec les cours de sciences de vie et de la terre : dans le cycle de l’eau sur Terre, l’évaporation fait monter l’eau dans l’atmosphère, puis la condensation la transforme en nuage jusqu’aux précipitations : la pluie. Eh bien ce phénomène se retrouve plus ou moins à l’identique sur d’autres planètes. À une différence près : il n’y a pas forcément d’eau. En revanche, si d’autres éléments sont là, le mécanisme fonctionne également avec des pluies bien différentes.
Vénus et ses pluies d’acide
Pour Vénus, il est difficile de réellement parler de pluie. Dans son atmosphère opaque formée à 96 % de gaz carbonique, une épaisse couche nuageuse est formée à environ 50 km d’altitude. Composés d’un quart d’eau et de trois quarts d’acide sulfurique, ces nuages accueillent une condensation de cet acide qui finit par former des gouttes.
Elles tombent, mais l’effet de serre est si important sur Vénus qu’il y fait extrêmement chaud. 462 degrés en moyenne ! Résultat, lorsqu’elles arrivent vers 30 km d’altitude, les gouttes s’évaporent et remontent. La « pluie » vénusienne ne touche donc jamais le sol.
Sur Jupiter et Saturne, l’hélium tombe
Dans les géantes gazeuses du Système solaire, la pluie est constituée d’hélium. Là aussi, parler de pluie pour Jupiter et Saturne semble un peu abusif puisque le phénomène est en réalité une chute sous forme liquide d’hélium d’une couche d’atmosphère à une autre plus profonde. Elle n’a pas non plus été directement observée, mais plutôt déduite grâce à des mesures de la pression de Jupiter et de Saturne et des sources de chaleur. Là aussi, la température dans le cœur des géantes gazeuses atteint des sommets, à plus de 10 000 degrés, et la pression 40 000 fois supérieure à celle de la Terre poussent l’hydrogène et l’hélium à se séparer. Ce dernier, plus lourd que l’hydrogène, finit donc par « tomber ».
Neptune et Uranus, diamants sous pression
Cette pluie peut faire rêver, mais si elle existe, c’est grâce à des conditions climatiques infernales. Les pluies de diamants de Neptune et Uranus sont soupçonnées depuis près d’un demi-siècle. Cependant, c’est en 2024 qu’une étude de Nature Astronomy a réussi à décrire le mieux le mécanisme probablement à l’œuvre. Avec la pression atmosphérique, plusieurs millions de fois plus importantes que celle de la Terre, ces planètes voient leurs composés carbone se solidifier et le carbone pur crée des diamants.
Ce mécanisme a pu être vu grâce à des observations aux rayons X, mais aussi reproduites en laboratoire. Mieux, ces formations atmosphériques auraient un impact sur les champs magnétiques de ces planètes, et peut-être également d’autres astres glacés.
Sur Titan, la pluie qui ressemble le plus à la nôtre
Titan possède la pluie la plus proche de ce qu’on peut trouver sur Terre. Des gouttes qui s’élèvent et qui tombent jusqu’à la surface. À une exception près : ce n’est pas de l’eau, mais du méthane. En 2019, une étude basée sur les observations de la sonde Cassini a montré des marques au sol qui semblent avoir été provoquées par cette fameuse pluie. Il reste encore beaucoup de questions, notamment le fait que la pluie de Titan semble varier selon les saisons, et n’est pas la même partout sur la planète, avec un mécanisme encore mal connu. Environ une fois tous les 30 ans (ce qui correspond à une année sur Titan), une tempête se lève et entraîne des inondations massives. La surface de Titan connaît donc des lacs, des rivières et des mers de méthane.
Pluie de fer quotidienne sur WASP-76b
Quittons le Système solaire pour partir sur WASP-76b. Une étude de 2020 a fait un point sur les conditions météo assez étranges de cette planète gazeuse. Située très près de son étoile, l’exoplanète atteint les 2 400 degrés, seuil suffisant pour vaporiser même le fer. Ces particules remontent donc dans l’atmosphère.
À cela s’ajoutent des vents à plus de 18 000 km/h et une répartition hétérogène de la chaleur : la partie nocturne de ce monde est environ 1 000 degrés plus « fraiche » que la partie éclairée. En se refroidissant, ces particules de fer dans l’atmosphère repassent à l’état liquide et tombent. Le cycle se répète chaque soir, semble-t-il, dès que l’atmosphère chargée de fer passe dans la partie non éclairée par l’étoile.
HD 189733b et ses pluies de verre horizontales
Sur la planète HD 189733b, géante plus massive que Jupiter et située à 63 années-lumière de la Terre, le climat est pour le moins hostile. 1 000 degrés en moyenne, des vents à 7 000 km/h, mais également de nombreux éléments comme de l’eau, du dioxyde du carbone et du sulfure d’hydrogène. Autre détail insolite : la vapeur de silicate se condense sous forme de gouttelettes qui se retrouvent balayées par les vents violents. Concrètement, c’est une pluie de verre à l’horizontale ! Ce phénomène se produirait sur l’ensemble de la planète en permanence.
Saphirs et rubis sur WASP-121b
Cette planète a une météo si étrange qu’elle pourrait être jugée trop fantaisiste pour un épisode de Doctor Who. Sur WASP-121b, on parle de pluie de saphirs et de rubis ! Cette géante gazeuse découverte en 2015 présente toujours la même face à son étoile. Dans cette partie diurne, il fait plus de 3 000 degrés, et même les métaux lourds comme le fer sont vaporisés et transformés en nuage.
Ces nuages passent ensuite sur la partie nocturne et la température est divisée par deux. Là, les différents métaux se mélangent et tombent sous forme de corindon, une espèce minérale que l’on retrouve dans les pierres précieuses. Particulièrement visible grâce à la méthode des transits, lorsqu’elle passe devant son étoile, cette exoplanète est étudiée de près pour comprendre toute la diversité des climats que l’on peut trouver en dehors du système solaire.
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