Des chercheurs ont dévoilé un nouveau type d'aurores pouvant se produire sur Mars : des aurores à protons inégales qui seraient dues au champ magnétique interplanétaire.

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Observées pour la première fois en 2018 par la sonde spatiale Maven de la Nasa, certaines aurores martiennes diffèrent de celles sur Terre. Sur la Planète rouge, des aurores à protonsprotons se produisent régulièrement, indique la Nasa dans un communiqué. Lorsque des protons sont émis par les vents solairesvents solaires et arrivent sur Mars, ils entrent en collision avec l'hydrogènehydrogène de Mars situé dans la couronne étendue de la planète (en bleu sur l'image ci-dessous). Ils deviennent alors des atomes d'hydrogène neutres mais énergétiques, non sensibles au champ magnétique rémanent de la planète, stocké dans certaines régions de sa croûte terrestrecroûte terrestre.

Ensuite, ces atomes d'hydrogène descendent dans la haute atmosphère de Mars et interagissent avec les atomes qu'elle contient, et en résultent des émissionsémissions de photons ultravioletsultraviolets qui ne sont donc pas visibles à lœil nu. À la différence des aurores sur Terre, les aurores martiennes apparaissent de manière uniforme sur la planète Mars. Du moins, c'est ce que les chercheurs pensaient. Mais une étude publiée dans la revue Geophysical Research Letters témoigne d'un autre phénomène : des aurores inégales !

L'image du haut montre le mécanisme normal de formation des aurores boréales à protons observé pour la première fois en 2018. Celle du bas indique le nouveau mécanisme découvert. © <em>Emirates Mars Mission</em>/<em>UAE Space Agency</em>
L'image du haut montre le mécanisme normal de formation des aurores boréales à protons observé pour la première fois en 2018. Celle du bas indique le nouveau mécanisme découvert. © Emirates Mars Mission/UAE Space Agency

Des aurores inégales sur la planète Mars

Pour les détecter, ce sont les deux sondes Maven de la Nasa et Hope de la mission EMM qui ont réalisé différentes observations : des aurores à distance pour Hope, et de plasma in-situ pour Maven. La sonde EMM a découvert de petites structures disparates au sein des aurores. Le phénomène a ensuite été étudié par une équipe internationale de chercheurs, et est décrit au bas de l'image ci-dessus. Ces aurores inégales se forment lorsque le champ magnétique du vent solaire est aligné avec le flux de protons : cela crée des turbulences dans le plasma du vent solaire qui peut alors se déposer par endroits directement dans la haute atmosphèreatmosphère sans que les particules chargées ne soient changées en hydrogène neutre avant ! 

Des aurores à protons inégales sur Mars se forment lorsque des conditions turbulentes autour de la planète permettent aux particules d'hydrogène chargées du Soleil de pénétrer dans l'atmosphère martienne. Les images du 5 août montrent les conditions atmosphériques typiques, dans lesquelles l'instrument EMM EMUS ne détecte aucune activité inhabituelle à deux longueurs d'onde associées à l'atome d'hydrogène. Mais les 11 et 30 août, l'instrument a observé des aurores inégales aux deux longueurs d'onde, indiquant des interactions turbulentes avec le vent solaire. © EMM / EMUS
Des aurores à protons inégales sur Mars se forment lorsque des conditions turbulentes autour de la planète permettent aux particules d'hydrogène chargées du Soleil de pénétrer dans l'atmosphère martienne. Les images du 5 août montrent les conditions atmosphériques typiques, dans lesquelles l'instrument EMM EMUS ne détecte aucune activité inhabituelle à deux longueurs d'onde associées à l'atome d'hydrogène. Mais les 11 et 30 août, l'instrument a observé des aurores inégales aux deux longueurs d'onde, indiquant des interactions turbulentes avec le vent solaire. © EMM / EMUS