Monde de la physique : aurores boréales sur Mars

Différents types d’aurores se produisent sur Mars. L’une d’elles est celle des aurores tachetées : elles brillent en ultraviolet, durent peu de temps et sont limitées à de petites régions. Les chercheurs ont désormais trouvé des preuves claires de la cause exacte de ce phénomène : l’interaction entre le vent solaire et la surface magnétique fait briller l’atmosphère martienne. Ils ont publié leurs résultats dans le « Journal of Geophysical Research : Space Physics ».

Le noyau de Mars ne produit plus de champ magnétique comme celui de la Terre. Néanmoins, il existe des régions à sa surface avec de puissants champs magnétiques générés par la croûte planétaire. Les chercheurs pensent que la croûte magnétique est une relique de l’époque où le noyau martien créait un champ magnétique qui englobait la planète entière. À ce moment-là, la surface encore liquide s’alignait sur le champ magnétique existant ; Une fois refroidie, la roche a conservé cette magnétisation. Des aurores polaires se produisent souvent au-dessus de régions dotées de champs magnétiques puissants.

L’hypothèse d’une équipe de recherche dirigée par Charles Bowers, qui travaillait alors à l’Université du Michigan à Ann Arbor : un processus appelé reconnexion magnétique joue un rôle dans la formation de ces aurores. Les champs magnétiques du vent solaire et de la croûte magnétique se combinent temporairement. Cela dirige les particules chargées électriquement du vent solaire vers l’atmosphère. Là, ils stimulent la lueur des molécules – et provoquent ainsi les aurores boréales. Pour tester cette hypothèse, l’équipe a examiné les données de Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) Orbiter, un vaisseau spatial conçu pour explorer l’atmosphère martienne. Son spectrographe a capturé des images d’aurores éparses à divers endroits et à différents moments. De plus, un magnétomètre a examiné la force et la structure du champ magnétique à la surface de Mars.

Aurores boréales aux limites des champs magnétiques

Les chercheurs ont utilisé cela pour créer une carte des champs magnétiques sur presque toute la planète et déterminer le centre respectif d’un phénomène d’aurore. En comparant les champs magnétiques avec les centres des aurores, ils ont découvert un point commun : les aurores se produisent le plus souvent là où deux régions magnétiques se bordent. Les champs magnétiques y pointent dans des directions opposées : une région pointe vers le pôle nord, l’autre vers le pôle sud. Les aurores boréales semblaient plus actives lorsque les lignes du champ magnétique solaire étaient également parallèles à l’une de ces régions – ces conditions favorisent la reconnexion magnétique. Dans l’étude, Bowers et son équipe ont examiné 49 aurores éparses ; 42 d’entre eux se sont produits dans ces régions.

Les résultats de cette nouvelle étude soutiennent l’hypothèse des chercheurs et expliquent des observations d’aurores boréales jusqu’alors inconnues. En même temps, ils permettent de mieux prédire les futures aurores sur Mars et sur d’autres planètes. Les nouvelles connaissances sur l’interaction entre le vent solaire et l’atmosphère martienne aident également les chercheurs à comprendre comment Mars a perdu une grande partie de son atmosphère.