Contrairement à l’idée reçue d’une température universelle de –270°C dans l’espace, le cosmos ne possède aucune température unique en raison de la rareté des collisions entre particules, selon Slate.
Interroger un moteur de recherche sur la température de l’espace renvoie presque toujours le chiffre de –270°C, une estimation erronée d’après Slate. La réalité physique des milieux spatiaux échappe à toute mesure thermique unique.
Sur Terre, chaque molécule d’air parcourt en moyenne 66 milliardièmes de mètre avant de heurter une autre voisine, subissant ainsi plusieurs milliards de collisions par seconde, d’après Slate. Cet échange permanent d’énergie, nommé équilibre thermodynamique, engendre une température unique valable pour l’air, les murs et les thermomètres. L’air terrestre abrite 25 milliards de milliards de particules par centimètre cube.
Dans l’espace, la densité chute à quelques particules seulement par centimètre cube. Cette extrême rareté bloque les collisions et interrompt le mécanisme d’échange thermique, explique Slate. La température mesure dès lors l’agitation des particules sans refléter une chaleur transmissible.
Autour de la Station spatiale internationale, établie à 400 kilomètres d’altitude, le gaz électrisé ou plasma présente une agitation comparable à celle d’un gaz chauffé à plusieurs milliers de degrés, relève Slate. Pourtant, la coque de la station subit des variations contrastées : environ 121°C sur les faces exposées à la lumière contre –157°C dans l’ombre.
Le découplage thermique atteint son paroxysme autour des comètes. Entre 2014 et 2016, la sonde Rosetta a escorté la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, comme le détaille Slate. Le noyau cométaire libère des gaz ionisés par la lumière solaire, formant un empilement de populations distinctes au même endroit :
- Les molécules neutres s’échappant du noyau affichent environ –100°C.
- Les ions cométaires varient de –100°C près du noyau jusqu’à plusieurs milliers de degrés dans la queue.
- Les électrons dits froids se situent entre 300 et 3.000°C.
- Les électrons tièdes atteignent une plage de 20.000 à 100.000°C.
- Les électrons chauds montent à plusieurs centaines de milliers de degrés.
Au cours de son périple, la sonde Rosetta elle-même a enduré des températures allant de +130 à –150°C, selon Slate.
Les particules chargées s’enroulent autour des lignes de champ magnétique tel des perles sur un fil, ce qui empêche une libre circulation et génère des désespoirs d’isotropie, rapporte Slate. Autour de la Terre, les ions et électrons affichent des températures deux fois plus élevées dans une direction que dans l’autre.
Cette complexité physique met à rude épreuve les équipements de mesure. Sur la sonde Solar Orbiter, qui s’approche jusqu’à 3,6 fois plus près du Soleil que la Terre, les antennes électriques de six mètres se courbent d’un mètre et demi sous l’effet d’une dilatation thermique treize fois plus intense que sur Terre, d’après Slate.
Autour de Mercure, où la lumière solaire brille onze fois plus fort qu’ici, le sol oscille entre plus de 430°C le jour et moins de –170°C la nuit, marquant la plus forte amplitude thermique des planètes telluriques, rappelle Slate.
Les sondes européenne et japonaise de la mission BepiColombo doivent se placer en orbite autour de Mercure le 21 novembre 2026 pour analyser cette superposition de températures, sous la supervision des recherches menées notamment par l’astrophysicien Pierre Henri (CNRS, Laboratoires Lagrange, LPC2E) et l’enseignant-chercheur Gaëtan Wattieaux (LAPLACE, Université de Toulouse).
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