La mission Emirates Mars (EMM) a détecté des « aurores à protons » inégales au-dessus de Mars, indiquant des conditions chaotiques inattendues dans lesquelles le vent solaire interagit avec la haute atmosphère de la planète rouge.
Arrivée en orbite autour de Mars le 2 février. Le 9 septembre 2021, le vaisseau spatial des Émirats arabes unis Hope observe la planète rouge à l’aide, entre autres, de son instrument Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer (EMUS). L’équipe de la mission espérait utiliser cet instrument pour voir la variabilité de la composition de la haute atmosphère de Mars, en particulier la prévalence de l’oxygène et du monoxyde de carbone, et pour détecter l’hydrogène et l’oxygène s’échappant dans l’espace alors que l’eau de la planète rouge s’échappe lentement. une façon.
Pour soutenir ce travail, EMUS est conçu pour détecter le rayonnement ultraviolet des protons (noyaux d’hydrogène) dans l’atmosphère martienne qui ont été alimentés par le vent solaire, un flux de particules chargées qui descend constamment du Soleil. À la surprise des scientifiques, au lieu d’une lueur uniforme à ces longueurs d’onde ultraviolettes, l’EMUS a montré que l’émission peut souvent devenir inégale.
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« Ce que nous voyons est essentiellement une carte de l’endroit où le vent solaire frappe la planète », a déclaré Mike Chaffin, membre de l’équipe Hope de l’Université du Colorado à Boulder et auteur principal d’un nouvel article détaillant les résultats. , dit l’e-mail.
Mars n’a pas son propre champ magnétique global comme la Terre en a pour la protéger du vent solaire, mais sa fine atmosphère agit toujours comme une barrière qui peut dévier le champ magnétique interplanétaire transporté par le vent solaire autour de la planète. Cette déviation provoque le ralentissement et l’accumulation du vent solaire lorsqu’il enveloppe Mars, créant une concentration de particules chargées appelée plasma qui peut interagir avec les lignes de champ magnétique résiduelles laissées dans les régions de la croûte martienne.
Les scientifiques savaient déjà que cet environnement de plasma et sa relation avec les champs magnétiques émanant de la surface de Mars pouvaient influencer comment, où et quand l’hydrogène et l’oxygène s’infiltrent dans l’espace. Il semble maintenant que cela puisse également affecter l’emplacement et l’intensité des aurores à protons lorsque le champ magnétique transporté par le vent solaire s’aligne sur les lignes de champ magnétique de la surface martienne le long desquelles les protons se déplacent.
Schéma montrant comment se forment les aurores à protons. Habituellement, comme nous le voyons dans le diagramme supérieur, les particules chargées du vent solaire circulent autour de la planète rouge, et seules quelques-unes interagissent avec les atomes d’hydrogène dans la haute atmosphère étendue. Lorsque les aurores à protons deviennent inégales, comme nous le voyons dans le diagramme du bas, le champ magnétique du vent solaire s’aligne sur la direction du flux de protons (noyaux d’hydrogène) dans la haute atmosphère, ce qui donne un océan de plasma agité rempli de plaques turbulentes. qui se reflètent dans l’inégalité de la lueur du proton. (Crédit image : Emirates Mars Mission/UAE Space Agency)
Les découvertes ont été faites conjointement avec la mission MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) de la NASA, qui est également en orbite autour de la planète rouge et peut observer l’état du plasma dans la haute atmosphère. Ensemble, ces deux missions ont fourni une image complète de ce qui se passait.
« L’accès aux données MAVEN était essentiel pour placer ces nouvelles observations dans un contexte plus large », a déclaré Hessa Al Matrushi, scientifique principal de Hope, dans un communiqué. « Ensemble, nous repoussons les limites de nos connaissances existantes non seulement sur Mars, mais aussi sur l’interaction des planètes avec le vent solaire. »
Les aurores à protons sur Mars ont été initialement détectées par MAVEN en 2018, mais la mission de la NASA ne les a vues que comme une lueur uniforme du côté jour de la planète. La haute résolution spatiale d’EMUS a permis de détecter des inhomogénéités coïncidant avec une météo spatiale turbulente.
Images de l’instrument EMUS de l’orbiteur Nadezhda montrant les aurores sur Mars. (Crédit image : Emirates Mars Mission/UAE Space Agency)
Par exemple, dans les observations recueillies en août le 11 novembre 2021, « les aurores sont si répandues et si désorganisées que l’environnement de plasma autour de Mars a dû être vraiment perturbé », a déclaré Chaffin.
L’étendue et l’emplacement variables des aurores à protons inégales peuvent indiquer des conditions différentes dans l’environnement du plasma autour de Mars, résultant de changements dans le vent solaire et même de la saison martienne. Bien qu’aucun nouveau résultat n’ait encore été publié, l’été 2022 a coïncidé avec l’été dans l’hémisphère sud de Mars, et un grand nombre d’aurores à protons étaient attendues.
« Notre découverte de ces aurores à protons inégales ajoute un nouveau type d’événement à la longue liste de ceux actuellement étudiés par l’EMM et remet en question notre compréhension actuelle de la façon dont les aurores à protons se forment du côté jour de Mars », a déclaré Al Matrushi.
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