La pluie extraterrestre est étonnamment similaire à la nôtre

Une équipe de chercheurs planétaires de l'Université de Harvard, aux États-Unis, a étudié le comportement des précipitations sur les planètes au-delà de la Terre. Comprendre cela est important pour bien identifier les climats planétaires et mieux interpréter les preuves de précipitations passées à la surface de la Terre, de Mars ou de Titan, par exemple. Les scientifiques Kaitlyn Loftus et Robin Wordsworth ont analysé la vie d'une gouttelette individuelle, du moment où elle fait partie du nuage jusqu'à ce qu'elle s'évapore, et ont montré qu'il n'y a que trois facteurs (forme des gouttelettes, vitesse terminale et taux d'évaporation) qui déterminent la taille des gouttes de pluie dans n'importe quelle atmosphère, quelle que soit la façon dont elles se forment.

Alors que beaucoup d'entre nous envisagent des gouttes de pluie traditionnelles en forme de larme, la réalité est qu'elles sont sphériques lorsqu'elles sont petites et se courbent à la base à mesure qu'elles grandissent, jusqu'à ce qu'elles prennent une forme similaire à celle d'un pain à hamburger. Ce n'est pas une nouvelle pour les sciences de la Terre, ce qui est une vraie découverte, c'est que la pluie des autres planètes n'est pas si différente, seule la substance change. Qu'elles soient d'ammoniaque, d'eau ou d'acide sulfurique, toutes les gouttes de pluie extraterrestres ont tendance à être sphériques et d'une gamme limitée de tailles.

Les lois de la physique limitent la forme et la taille des précipitations, et parmi les résultats, ils ont constaté qu'il existe de grandes similitudes entre la forme des gouttes dans différents environnements planétaires. La forme sphérique de la pluie ne change pas sur les autres planètes quelle que soit la substance qui précipite. De plus, en fonction du poids de la goutte (qui est lié à la force de gravité sur chaque planète) et de la traînée aérodynamique agissant en sens inverse, les chercheurs ont également pu déterminer la vitesse terminale (vitesse de chute maximale) des gouttes de pluie dans n'importe quelle atmosphère.

Concernant la taille, la variation du diamètre de la goutte n'est pas très différente sur chaque planète. Si elle est trop grande, la gouttelette se cassera en gouttelettes plus petites en raison d'une tension superficielle insuffisante, et trop petite, elle s'évaporera avant d'atteindre la surface. C'est quelque chose qui se produit déjà avec l'eau sur Terre. Le diamètre moyen qu'elle peut avoir sur Terre est de 11,18 mm, un peu plus grand que celui des gouttelettes d'eau de Saturne et un tiers plus grand que ceux des gouttelettes d'ammoniac de Jupiter. Les plus grands, d'une largeur de 29,96 mm, sont ceux des gouttelettes de méthane qui précipitent sur Titan. Ce corps planétaire a un cycle atmosphérique similaire à celui de la Terre, bien que ses composants soient différents et, comme il a une gravité plus faible, il est possible que la pluie tombe au "ralenti".

Le taux d'évaporation est un peu plus compliqué à calculer, car il est influencé par de nombreuses variables, telles que la composition atmosphérique, la pression, la température et l'humidité relative. En tenant compte de toutes ces conditions, les chercheurs ont découvert qu'il existe une gamme étroite de tailles possibles pour que les gouttelettes atteignent la surface avant de s'évaporer.

L'équipe note également que la même physique s'applique à tout type de substance. Les astronomes ont observé la condensation du fer dans l'atmosphère ultra-chaude d'une exoplanète appelée WASP-76b et conclut que la "douche de fer" y devrait suivre les mêmes règles.