Il en va tout autrement de Vénus, la planète voisine de la Terre. Son atmosphère épaisse et nocive est dominée par le dioxyde de carbone - 96,5 % - avec des quantités moindres d'azote et de gaz à l'état de traces. L'oxygène est quasiment absent. En fait, Vénus faisant l'objet de beaucoup moins d'attention scientifique que d'autres planètes telles que Mars, la détection directe de son oxygène est restée difficile.

À l'aide d'un instrument embarqué à bord de l'observatoire aéroporté SOFIA - un avion Boeing 747SP modifié pour transporter un télescope infrarouge dans le cadre d'un projet commun entre la NASA et le Centre aérospatial allemand - les scientifiques ont maintenant détecté de l'oxygène atomique dans une fine couche prise en sandwich entre deux autres couches de l'atmosphère vénusienne.

Ils ont noté que cet oxygène atomique, constitué d'un seul atome d'oxygène, diffère de l'oxygène moléculaire, constitué de deux atomes d'oxygène et respirable.

Pour la première fois, les chercheurs ont détecté directement de l'oxygène sur la face de Vénus orientée vers le soleil, où il est effectivement produit dans l'atmosphère, ainsi que sur la face opposée au soleil, où il avait été repéré précédemment par un télescope terrestre à Hawaï. Vénus tourne beaucoup plus lentement que la Terre.

"L'atmosphère de Vénus est très dense. Sa composition est également très différente de celle de la Terre", a déclaré Heinz-Wilhelm Hübers, physicien au Centre aérospatial allemand et auteur principal de l'étude publiée dans la revue Nature Communications.

L'épaisse atmosphère de la deuxième planète à partir du soleil emprisonne la chaleur dans un effet de serre incontrôlé.

"Vénus n'est pas hospitalière, du moins pour les organismes que nous connaissons sur Terre", a ajouté M. Hübers.

L'oxygène est produit du côté jour de la planète par le rayonnement ultraviolet du soleil qui décompose le dioxyde de carbone et le monoxyde de carbone atmosphériques en atomes d'oxygène et autres produits chimiques, ont expliqué les chercheurs. Une partie de l'oxygène est ensuite transportée par les vents vers la face nocturne de Vénus.

"Cette détection d'oxygène atomique sur Vénus est une preuve directe de l'action de la photochimie - déclenchée par le rayonnement solaire UV - et du transport de ses produits par les vents de l'atmosphère vénusienne", a déclaré Helmut Wiesemeyer, astrophysicien et coauteur de l'étude, de l'Institut Max Planck de radioastronomie, en Allemagne.

"Sur Terre, la couche d'ozone stratosphérique, qui protège la vie, est un exemple bien connu de ce type de photochimie", a ajouté M. Wiesemeyer.

Sur Vénus, une couche de nuages contenant de l'acide sulfurique s'élève jusqu'à une hauteur d'environ 65 km au-dessus de la surface de la planète, avec des vents de la force d'un ouragan soufflant dans la direction opposée à la rotation de la planète. À environ 120 km au-dessus de la surface, des vents violents soufflent dans le même sens que la rotation de la planète.

L'oxygène se concentre entre ces deux couches féroces, à une altitude d'environ 100 km. La température de l'oxygène varie de moins 184 degrés Fahrenheit (moins 120 degrés Celsius) du côté jour de la planète à moins 256 degrés Fahrenheit (moins 160 degrés Celsius) du côté nuit.

Les méthodes utilisées précédemment pour détecter l'oxygène vénusien du côté jour étaient indirectes, basées sur des mesures d'autres molécules combinées à des modèles photochimiques.

Vénus, avec un diamètre d'environ 12 000 km, est légèrement plus petite que la Terre. Dans notre système solaire, la Terre se trouve confortablement installée dans la "zone habitable" autour du Soleil, c'est-à-dire la distance considérée comme n'étant ni trop proche ni trop éloignée d'une étoile pour pouvoir accueillir la vie, Vénus se trouvant près de la limite intérieure et Mars près de la limite extérieure.

"Nous n'en sommes qu'au début de notre compréhension de l'évolution de Vénus et des raisons pour lesquelles elle est si différente de la Terre", a déclaré Mme Hübers.