La mission Trace Gas Orbiter de l’Agence spatiale européenne a réalisé une première observation d’une lueur nocturne sur Mars en lumière visible. Comment expliquer ce phénomène ? On fait le point.
Aurores boréales
Les aurores terrestres sont des phénomènes lumineux observés principalement près des pôles nord et sud. Elles sont générées par l’interaction entre les particules du vent solaire et les composants de notre atmosphère.
Plus précisément, ces aurores se produisent lorsque des particules chargées (principalement des électrons et des protons) entrent en collision avec l’oxygène et l’azote de notre atmosphère. Ces collisions excitent les particules à des niveaux d’énergie plus élevés. Lorsqu’elles retournent à leur état d’origine, elles libèrent de l’énergie sous forme de lumière visible, créant ainsi les magnifiques lumières colorées que l’on observe dans le ciel.
Toutefois, la lueur nocturne observée sur Mars récemment n’est pas liée aux aurores boréales. En effet, contrairement à la Terre, la planète rouge ne possède pas de champ magnétique global significatif. Or, cet élément est crucial pour la génération d’aurores.
Ici, le phénomène observé par la mission Trace Gas Orbiter est lié à la composition atmosphérique de la planète et aux variations saisonnières.
Recombinaison de l’oxygène
Pour rappel, l’atmosphère de Mars est principalement composée de dioxyde de carbone (CO2) et des traces d’autres gaz, dont de l’oxygène (O2). Lorsque la lumière solaire frappe les molécules de dioxyde de carbone dans l’atmosphère estivale de Mars, elle provoque leur dissociation. Ce processus libère alors de l’énergie. Les atomes d’oxygène résultant de cette dissociation migrent ensuite des régions éclairées par le soleil vers les régions polaires en hiver.
Une fois sur place, les atomes d’oxygène subissent un processus de recombinaison. Deux de ces atomes d’oxygène se combinent en effet pour former une molécule de dioxygène (O2), libérant de l’énergie sous forme de lumière verte dans le processus. Cette lueur se produit à une altitude d’environ 50 kilomètres au-dessus de la surface. D’ailleurs, cette lueur pourrait être suffisamment lumineuse pour que les astronautes explorant la planète rouge à l’avenir puissent naviguer pendant les nuits sombres.
Outre son aspect visuel, la lueur nocturne fournit des données scientifiques précieuses sur l’atmosphère ténue de Mars et permet une meilleure évaluation de la quantité d’oxygène dans son atmosphère.
Ces observations contribuent également à la compréhension des interactions entre la lumière solaire, le vent solaire et l’atmosphère de la planète, offrant des informations sur l’érosion passée de son atmosphère, qui est probablement due au vent solaire. Ces études seront cruciales pour la planification des futures missions d’exploration martienne.
Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Nature Astronomy.
