Une équipe internationale, conduite par un chercheur du CNRS du Service d'Aéronomie, vient pour la première fois de détecter l'équivalent d'une aurore boréale sur Mars, mais pas au-dessus d'un pôle. Le spectromètre SPICAM, embarqué à bord de la sonde Mars Express, l'a localisée dans la nuit martienne : elle occupe une région de 30 kilomètres de diamètre, correspondant à une zone de champ magnétique fossilisé déjà révélée par la sonde Mars Global Surveyor de la NASA. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature du 9 juin 2005.
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Les aurores polairesaurores polaires sont dues à l'interaction de particules électriquement chargées (électronsélectrons, protonsprotons, ionsions provenant du SoleilSoleil) avec la haute atmosphèreatmosphère. Ces particules sont guidées par les lignes de force du champ magnétique terrestrechamp magnétique terrestre et, en entrant dans l'atmosphère, elles excitent les moléculesmolécules qui la composent. Ces dernières se désexcitent en émettant de la lumièrelumière, produisant le magnifique spectacle des aurores boréales et australes. Des aurores polaires ont déjà été détectées sur JupiterJupiter, SaturneSaturne, UranusUranus et NeptuneNeptune, qui sont dotées de champs magnétiques. Des aurores ont également été détectées sur VénusVénus, dépourvue de champ magnétiquechamp magnétique : elles se répartissent alors sur tout le disque de la planète. Comme Venus, Mars ne possède pas de champ magnétique global, mais la sonde Mars Global Surveyor (MGS) de la NASANASA a mis en évidence un champ magnétique fossilefossile ou « rémanentrémanent », localisé dans certaines régions de la surface martienne.

C'est avec le spectromètrespectromètre SPICAM (Spectroscopy for the investigation of the characteristics of the atmosphere of Mars), embarqué sur la sonde Mars ExpressMars Express de l'ESAESA, que les chercheurs ont découvert l'aurore martienne. L'instrument a détecté des raies de lumière ultraviolette caractéristiques de la désexcitation du monoxyde de carbonemonoxyde de carbone et de l'atomeatome d'oxygèneoxygène. Ces espècesespèces proviennent de l'interaction d'un flux de particules chargées (probablement des électrons) avec les molécules de dioxyde de carbonedioxyde de carbone, constituant principal de l'atmosphère martienne. Cette aurore a été découverte du côté nuit. Du côté jour, elle aurait été invisible, car noyée dans les émissionsémissions dues à l'interaction des rayons du Soleil avec l'atmosphère.

La zone d'émission mesure 30 kilomètres de diamètre. Elle se situe à une altitude de 130 kilomètres (ces particules chargées, arrêtées par l'atmosphère, ne parviennent pas jusqu'à la surface). Les chercheurs ont comparé leurs résultats avec les données de la sonde Mars Global Surveyor, qui a effectué la cartographie magnétique de la surface de Mars : la zone d'émission enregistrée par SPICAM correspond à la zone où le champ magnétique rémanent de Mars est le plus intense. Cette correspondance confirme que les émissions sont dues à un flux d'électrons, qui se précipitent le long des lignes de force du champ magnétique et qui interagissent avec l'atmosphère.

Cette observation montre pour la première fois l'importance du champ magnétique rémanent de Mars, qui concentre le flux d'électrons provenant du Soleil (par un chemin qui reste mal compris) dans de petites régions de l'atmosphère martienne, entraînant des aurores locales. Les particules créent sans doute aussi une ionosphèreionosphère (elles arrachent des électrons aux molécules de l'atmosphère) en pleine nuit, alors qu'en principe celle-ci n'existe que du côté jour sous l'action du Soleil. L'hypothèse de l'ionosphère sera bientôt testée grâce au radar Marsisradar Marsis, embarqué à bord de la sonde Mars Express, qui devrait entrer en fonctionnement cet été.