Les aurores de Mars

Des planétologues européens travaillant sur les données de la sonde Mars Express, ont réalisé une carte des aurores polaires sur Mars.
L'idée n'est pas nouvelle et date en fait d'une première découverte faite en 2004. Jusqu'à cette époque, on pensait que le très faible champ magnétique martien, surtout constitué de boucles rémanentes locales, n'était pas compatible avec la production d'aurores polaires sur cette planète, et ceci malgré la présence d'une atmosphère et d'une ionosphère.

Et c'est à l'époque, déjà grâce à  la sonde Mars Express, que l'on a découvert qu'il n'en était rien. Sur Mars aussi, le phénomène auroral se produit ! Des aurores ont en effet été mises en évidence pour la première fois à l'aide du spectromètre Ultraviolet et Infrarouge SPICAM UV (pour SPectroscopy for the Investigation of the Characteristics of the Atmosphere of Mars) équipant la sonde Mars Express mise à poste autour de la planète rouge le 25 décembre 2003. SPICAM UV, un instrument français, a été conçu (sous la direction de Jean-Loup Bertaux) pour étudier la composition de l'atmosphère et notamment les taux de concentration d'ozone et de vapeur d'eau.

Plus récemment, François Leblanc (CNRS – Service d'aéronomie) et des chercheurs associés ont combiné des observations provenant de trois instruments à bord de Mars Express : SPICAM UV, MARSIS (le radar-altimètre italien) et ASPERA-3 (pour Analyser of Space Plasmas & EneRgetic Atoms), un analyseur suédois chargé de déterminer et de quantifier les composants de la haute atmosphère martienne s’échappant dans l'espace sous l'effet des vents solaires.

Les chercheurs ont ainsi pu observer neuf émissions aurorales. Ils ont donc été en mesure de dresser la première carte de l'activité aurorale sur Mars, concentrée a priori dans les régions polaires, mais aussi ailleurs sur la planète. Les aurores martiennes, semblent en fait être localisées près des régions où le champ magnétique est le plus fort, ce qui n'est pas surprenant puisque sur Terre notamment, il en est de même (et cela se produit aux pôles essentiellement) et que MARSIS avait précédemment observé sur Mars bien plus d'électrons que prévu dans ces mêmes régions polaires notamment.
 
Par ailleurs, on sait depuis longtemps que les champs magnétiques planétaires aident à "véhiculer" les aurores, produites dans les ionosphères sous l'influence des rayonnements énergétiques du Soleil et que bien souvent, les lignes de force de ces champs magnétiques, convergent dans les régions polaires, pour des raisons géophysiques internes.

Mais Mars ne présentant pas un champ magnétique globale, les aurores ne sont pas stricto-sensu des aurores polaires. On en trouve de fait, un peu partout sur le globe, là où les boucles locales sont suffisamment puissantes, dans des "poches" magnétiques limitées.

Selon les chercheurs, les électrons (particules énergétiques chargées) venus avec le vent solaire, seraient connectés puis accélérés par les boucles magnétiques martiennes et interagiraient avec la haute atmosphère de la planète pour finalement après excitation, produire des lumières UV.

Mais il reste encore pleins de mystères dans ces phénomènes géophysiques, sur Mars comme ailleurs, mystères dont la physique des plasmas s'est emparée.

Quant aux astronautes qui fouleront la planète rouge tôt ou tard, nul ne sait encore s'ils pourront à l'oeil nu, contempler ces aurores comme c'est le cas sur Terre…

© Texte : Gilles Dawidowicz/APM.
© Image : M. Holmström (IRF).