Pourquoi Mercure est-elle moins chaude que Vénus alors qu’elle est plus proche du Soleil ?

À la surface de Vénus, il fait environ 465°C. C’est plus que sur Mercure, où la température de surface peut atteindre jusqu’à 430°C en journée. L’écart de température entre ces deux planètes peut paraître étonnant, car l’orbite de Mercure est située plus près du Soleil que celle de Vénus. Alors pourquoi y fait-il moins chaud que sur sa voisine ?

L’orbite de Mercure est située à une distance moyenne de 58 millions de kilomètres du Soleil. Pour Vénus, cette distance moyenne est de 108 millions de kilomètres. « Quand on s’intéresse à la différence de température moyenne sur Vénus et Mercure, on fait ce qu’on appelle de la planétologie comparée : on étudie un même phénomène sur plusieurs planètes. Cela nous montre qu’on ne peut pas partir du principe que plus une planète est éloignée du Soleil, plus sa température moyenne est faible. C’est une règle trop stricte qui ne rend pas compte de la réalité », explique à Numerama Léa Griton, docteure en astrophysique et chercheuse à l’Institut de Recherche en Astrophysique et en Planétologie (IRAP).

Pour aller plus loin

Pourquoi Mercure et Vénus sont les seules planètes sans lune dans le système solaire ?

La surface de Vénus.

Source : NASA/JPL (photo recadrée)

Contrairement à Vénus, Mercure n’a pas d’atmosphère

Que se passe-t-il exactement sur Mercure ? « Mercure est beaucoup plus chaude côté jour, c’est-à-dire du côté qui est tourné vers le Soleil », poursuit l’astrophysicienne. La nuit, il peut faire jusqu’à -180°C sur Mercure. La différence extrême de température entre le côté jour et le côté nuit de la planète est expliquée par une autre caractéristique de Mercure. « Il faut savoir que Mercure tourne lentement : la durée du jour sur Mercure correspond à environ 56 jours sur Terre. C’est la planète qui possède le plus grand écart de température entre le jour et la nuit dans le système solaire », souligne Léa Griton.

Mercure ne possède pas non plus d’atmosphère, contrairement à Vénus qui est dotée d’une épaisse atmosphère, riche en dioxyde de carbone et en nuages d’acide sulfurique. Cette atmosphère conserve la chaleur, grâce à un phénomène que l’on connaît bien sur Terre : l’effet de serre.

Un autre exemple similaire dans le système solaire

Mercure et Vénus ne sont pas les seules planètes du système solaire dans cette situation. Un cas semblable existe dans le système solaire externe. « On peut faire la même comparaison, même si elle est moins connue, avec Uranus et Neptune. Uranus est moins chaude que Neptune, alors qu’elle est plus proche du Soleil (de 10 unités astronomiques) », décrit la chercheuse. Cette différence n’a pas encore été expliquée (ce serait l’un des mystères à élucider si, comme l’espère une partie de la communauté scientifique, de nouvelles missions d’exploration d’Uranus et de Neptune étaient prévues). « On suppose que cette situation est liée à des impacts d’astéroïdes qui ont pu modifier la structure interne gazeuse de Neptune et lui fournir une source de chaleur interne », complète Léa Griton.

Les exemples de Mercure et de Vénus, d’une part, et d’Uranus et de Neptune, d’autre part, montrent que l’éloignement des planètes par rapport au Soleil n’est pas l’unique paramètre à considérer si l’on veut étudier leur température de surface. « Ce qu’il faut retenir, c’est qu’il n’y a pas de loi qui dirait que plus une planète est éloignée du Soleil, plus sa température serait basse. Il y a tellement de phénomènes bien plus complexes qui entrent en jeu pour expliquer la température des planètes », conclut l’astrophysicienne.