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Le bleu du ciel nous est tellement familier que nous le prenons pour acquis. Mais le ciel n’est pas de la même couleur sur toutes les planètes. Sur Mars, par exemple, il est plutôt de couleur orangée, parfois rosé. Sur Vénus, il est jaune. Et sur la Lune, il est parfaitement noir, même en plein jour! D’où viennent toutes couleurs (ou cette absence de couleur, comme sur la Lune)? De l’atmosphère — ou de l’absence d’atmosphère…

Rappelons d’abord que la lumière blanche du Soleil est en réalité composée de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Quand les rayons du Soleil pénètrent dans l’atmosphère de la Terre, ils rencontrent des atomes et des molécules dont l’air est constitué. Toutes les couleurs traversent aisément cette pellicule de gaz et atteignent la surface, sauf le bleu, qui a tendance à rebondir sur les atomes et les molécules de l’air. C’est parce que la longueur d’onde de la couleur bleue est du même ordre de grandeur que la taille des molécules qu’elle rencontre sur son chemin. Il se produit alors un phénomène de diffusion (diffusion de Rayleigh, du nom de Lord John Rayleigh, un physicien anglais qui a décrit le phénomène vers la fin du XIXe siècle) qui disperse la lumière bleue dans toutes les directions.

Comme la lumière bleue rebondit plusieurs fois de la sorte avant d’atteindre notre oeil, il en vient de toutes les directions du ciel, donnant au ciel sa couleur bleue uniforme. Quant à la lumière qui nous vient directement du Soleil sans être dispersée, elle contient toutes les couleurs de l’arc-en-ciel moins le bleu: c’est pourquoi le Soleil nous apparaît jaune! Mais dans l’espace, le Soleil est plutôt blanc, ce qui est normal puisque sa couleur résulte alors du mélange de toutes les couleurs sans exception.

Sur la Lune, où il n’y a pas d’atmosphère, le phénomène de diffusion que nous venons de décrire ne joue pas. Le ciel est donc uniformément noir, sauf pour le Soleil qui est d’un blanc éclatant. Il est tellement brillant que les astronautes qui ont marché sur la Lune en étaient éblouis et ne voyaient pas les étoiles. La poussière dans l’atmosphère de Mars rend le ciel orange pâle, presque rose. Quant à Vénus, ce sont les nuages en basse altitude qui lui donnent sa couleur jaune. Sur Terre, la présence d’une plus ou moins grande quantité de vapeur d’eau, de poussières et d’aérosols en suspension dans l’atmosphère font que le bleu du ciel est plus ou moins foncé. La vapeur d’eau et la poussières diffusent d’autres couleurs que le bleu, ce qui a pour effet de diluer le bleu et de le rendre plus pâle.

Source : Pierre Chastenay, Astronome