Un jour, l'humanité posera peut-être le pied sur une autre planète habitée. Cette planète est peut-être très différente de la Terre, mais une chose vous sera familière : la pluie. Dans un article récent, des chercheurs de Harvard ont découvert que les gouttes de pluie sont étonnamment similaires dans différents environnements, même sur des planètes aussi radicalement différentes que la Terre et Jupiter. Comprendre le comportement des gouttes de pluie sur d'autres planètes est essentiel non seulement pour découvrir les climats anciens sur des objets tels que Mars, mais aussi à la définition des planètes potentiellement habitables en dehors de notre système solaire.
"L'humble goutte de pluie est un élément vital du cycle des précipitations sur toutes les planètes", déclarent les experts. "Si nous comprenons le comportement des gouttes de pluie individuelles, nous pouvons mieux visualiser les précipitations dans des modèles climatiques complexes."
Un aspect important du comportement des gouttes de pluie, du moins pour les modélisateurs du climat, est de savoir si la goutte de pluie touche la surface, car l'eau dans l'atmosphère joue un rôle important dans le climat planétaire. En ce sens, la taille compte. Une planète trop grande et la goutte se brisera en raison d'une tension superficielle insuffisante, qu'il s'agisse d'eau, de méthane ou de fer liquide surchauffé, comme sur l'exoplanète WASP-76b. S'il est trop petit, la goutte s'évaporera avant de tomber sur la surface.
Propriétés des gouttes de pluie
Les chercheurs déterminent différentes zones de l'espace par la taille d'une goutte de pluie, en utilisant seulement trois propriétés : la forme de la goutte, la vitesse de chute et le taux d'évaporation. La forme des gouttes est la même pour les différents matériaux de pluie et dépend principalement de la gravité de la goutte. Alors que beaucoup d'entre nous peuvent imaginer une larme traditionnelle, les gouttes de pluie sont en fait de forme sphérique lorsqu'elles sont petites, rétrécissant à mesure qu'elles grandissent jusqu'à ce qu'elles aient la forme du dessus d'un pain à hamburger. La vitesse de chute dépend de cette forme, ainsi que de la force de gravité et de l'épaisseur de l'air ambiant. Le taux d'évaporation est plus complexe, il dépend de la composition de l'atmosphère, de la pression, de la température, de l'humidité relative et d'autres facteurs.
En tenant compte de toutes ces propriétés, les scientifiques ont découvert que sur une large gamme de conditions planétaires, les mathématiques de la chute des gouttes de pluie signifient que seule une très petite fraction des tailles de gouttelettes possibles dans un nuage peut atteindre la surface. Actuellement, il est possible d'utiliser ces connaissances dans la modélisation des cycles des nuages sur les exoplanètes.
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