Pourquoi Vénus est-elle plus chaude que Mercure ?
Publié le 23 novembre 2021
Si vous vous êtes déjà assis près d’une cheminée ou d’un feu de camp, vous avez sûrement remarqué que plus vous êtes proche du feu, plus vous avez chaud. Le Soleil est une boule de feu géante, il serait donc logique que plus un objet est proche du Soleil, plus il est chaud…
Alors pourquoi Vénus (la deuxième planète en partant du Soleil) est-elle plus chaude que Mercure (la planète la plus proche du Soleil) ? Découvrons cela ensemble!
Distances et Températures
Le Soleil a une forme sphérique et son diamètre est de ~1,392 million de km. La fusion nucléaire qui se produit dans son noyau crée d’énormes quantités d’énergie… La température de ce dernier est de ~15 millions de °Celsius!
L’énergie du Soleil est détectée sous forme de lumière visible dans la photosphère et les températures sont de ~5 500 °C pour la majeure partie de cette couche et peuvent atteindre ~4 000 °C dans les taches solaires.
Viens ensuite la chromosphère, où les températures atteignent ~4 320 °C. La couronne est la couche la plus externe du Soleil et sa température varie entre ~1 million de degrés C et plus de ~10 millions de degrés C !
Mercure a un diamètre de 2 440 kilomètres et sa distance par rapport au Soleil est de 58 millions de kilomètres en moyenne. Pendant la journée, sa surface atteint des températures allant jusqu’à 430°C et la nuit, sa température peut descendre jusqu’à -180°C.
Vénus a un diamètre de 12 104 kilomètres et sa distance moyenne par rapport au Soleil est de 61 millions de kilomètres. La température de sa surface ardente est d’environs 482 °C !
Afin de comprendre pourquoi Vénus est plus chaude que Mercure, nous devons étudier comment l’énergie est transférée d’un objet (le Soleil) à l’autre (Vénus). La chaleur peut être transférée d’un sujet chauds vers un sujet froid de trois façons : le rayonnement, la conduction et la convention.
1 - Le rayonnement
Le rayonnement est le transfert d’énergie thermique dans l’espace par radiation électromagnétique. La sensation de chaleur près d’un feu de camp ou d’un foyer est un exemple de rayonnement.
Le Soleil est l’origine de toute la chaleur naturelle dans notre système solaire. Le Soleil rayonne de l’énergie dans toutes les directions et émet ~63 millions de watts par mètre carré. Lorsque cette énergie a parcouru ~150 millions de kilomètres jusqu’à la Terre, cette énergie a décru jusqu’à atteindre 1 370 watts par mètre carré).
Nous pouvons utiliser la loi de l’inverse du carré pour calculer la quantité d’énergie solaire (par rapport à la Terre) qui atteint les autres planètes de notre système solaire. L’équation met en relation les distances relatives de deux corps par rapport à un troisième et s’exprime par 1/d2 (un sur la distance au carré). Pour les besoins de cette discussion, nos trois objets seront le Soleil, la Terre et les autres planètes et d = distance par rapport à la distance de la Terre au Soleil.
Pour calculer la quantité de rayonnement solaire qui atteint Mercure, Vénus ou tout autre objet du système solaire, nous devons d’abord exprimer la distance entre l’objet et le Soleil par rapport à la distance de la Terre au Soleil. Une unité astronomique (UA) est la distance moyenne entre le Soleil et la Terre et équivaut à 149 597 870,66 kilomètres. Le tableau ci-dessous démontre que plus une planète est éloignée du Soleil, moins elle reçoit de rayonnement solaire.
La distance par rapport au Soleil et l'énergie solaire reçue par chaque planète
Planète | Distance (UA) | 1/d2 | Énergie reçue (W/m2) |
| Mercure | 0.387 | 6.677 | 9147.42 |
| Vénus | 0.723 | 1.913 | 2620.86 |
| La Terre | 1 | 1 | 1370 |
| Mars | 1.523 | 0.431 | 590.64 |
| Jupiter | 5.202 | 0.037 | 50.63 |
| Saturne | 9.538 | 0.011 | 15.06 |
| Uranus | 19.181 | 0.003 | 3.72 |
| Neptune | 30.057 | 0.001 | 1.52 |
L’énergie thermique que reçoit Mercure pendant la journée provoque un réchauffement rapide de sa surface. Cependant, Vénus reçoit moins de rayonnement que Mercure. De ce fait, un autre phénomène doit être responsable des températures élevées à la surface de Vénus.
2 - La conduction
La conduction est le transfert d’énergie thermique d’une substance à une autre ou en son sein. Laisser une cuillère en métal dans un aliment ou une boisson chaude et constater que le manche de la cuillère devient chaud est un exemple de conduction. Les trottoirs et les bâtiments qui réchauffent l’air ambiant la nuit en sont un autre.
Comme Mercure n’a pas d’atmosphère, la chaleur est renvoyée vers l’espace durant la nuit. C’est pourquoi la température varie si fortement entre le jour et la nuit. Vénus est aussi soumise à la conduction. Son atmosphère permet à la chaleur d’être retenue plutôt que dissipée….
3 - La convection
La convection est le transfert d’énergie thermique dans un fluide ; l’atmosphère d’une planète se comporte comme un fluide. L’air chaud qui monte et l’eau froide qui descend lorsqu’elle est ajoutée à une baignoire d’eau chaude sont des exemples de convection.
L’atmosphère de Vénus est composée de 96 % de dioxyde de carbone, de 3,5 % d’azote et de moins de 1 % de monoxyde de carbone, d’argon, de dioxyde de soufre et de vapeur d’eau. L’atmosphère est si dense que vous auriez l’impression de marcher au milieu de l’océan et la pression atmosphérique à la surface de Vénus est plus de 90 fois supérieure à celle de la Terre.
Le dioxyde de carbone absorbe l’énergie à différentes longueurs d’onde comprises entre 2 000 et 15 000 nanomètres, ce qui correspond à l’énergie infrarouge. Lorsque le dioxyde de carbone absorbe l’énergie infrarouge, celui-ci vibre et réémet l’énergie infrarouge dans toutes les directions. L’énergie pénètre facilement dans l’atmosphère de Vénus sous forme de lumière visible, mais ne peut en sortir sous forme d’énergie infrarouge. Grâce à la convection atmosphérique, la température de Vénus est constante sous toutes les latitudes et la planète ne se refroidit pas la nuit.
Cet effet de convection atmosphérique est responsable de l’effet de serre incontrôlé qui enveloppe la planète entière, la maintenant incroyablement chaude en permanence.
Conclusion
Vénus reçoit moins d’énergie solaire que Mercure, certes, mais elle demeure la planète la plus chaude en raison de son atmosphère épaisse et dense. L’atmosphère de Vénus, riche en dioxyde de carbone, absorbe et réémet l’énergie infrarouge. Pendant la nuit, cette énergie est retenue dans l’atmosphère de Vénus.
Je m’appelle Tom, et je suis le créateur de ce site dédié à l’astronomie, l’espace et l’observation du ciel. Je passe la plupart de mon temps libre dans mon jardin à admirer les planètes et les galaxies avec mon télescope.
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Découvrez Vénus, sa surface brûlante et les raisons pour lesquelles elle est la planète la plus chaude du système solaire.