Les aurores terrestres sont une merveille glorieuse, mais notre planète n’est pas le seul endroit du système solaire où ces phénomènes peuvent être observés.
Une lueur atmosphérique, bien que parfois dans des longueurs d’onde invisibles, a été repérée sur toutes les planètes sauf Mercure, et même certaines lunes de Jupiter… et même une comète. Mais c’est sur Mars que ça devient intéressant. La planète rouge est célèbre pour son champ magnétique global perdu, un ingrédient qui joue un rôle crucial dans la formation d’aurores ailleurs.
Mais cela ne signifie pas que Mars est totalement exempt de magnétisme. Des régions de champs magnétiques localisés jaillissent de certaines régions de la croûte, en particulier dans l’hémisphère sud. Une nouvelle analyse a confirmé que ces petits champs magnétiques locaux interagissent avec le vent solaire de manière intéressante pour produire les aurores ultraviolettes discrètes (ou structurées) de Mars.
“Nous avons la première étude détaillée sur la façon dont les conditions du vent solaire affectent les aurores sur Mars”, a déclaré le physicien et astronome Zachary Girazian de l’Université de l’Iowa.
“Notre principale découverte est qu’à l’intérieur de la région du champ crustal fort, le taux d’occurrence des aurores dépend principalement de l’orientation du champ magnétique du vent solaire, tandis qu’en dehors de la région du champ crustal fort, le taux d’occurrence dépend principalement de la pression dynamique du vent solaire.”
Ici sur Terre, nous avons une assez bonne idée de la façon dont les aurores boréales et australes se produisent. Ils apparaissent lorsque des particules du vent solaire entrent en collision avec la magnétosphère terrestre, puis sont accélérés le long des lignes du champ magnétique jusqu’aux hautes latitudes, où ils pleuvent dans la haute atmosphère.
Là, ils interagissent avec les particules atmosphériques pour produire les lumières scintillantes qui dansent dans le ciel.
Les preuves suggèrent que les phénomènes se forment de manière similaire sur d’autres corps. Par exemple, les aurores puissantes et permanentes de Jupiter sont également facilitées par le champ magnétique complexe de l’énorme planète.
Mais le champ magnétique global de Mars s’est désintégré assez tôt dans l’histoire de la planète, ne laissant derrière lui que des plaques de magnétisme préservées dans les minéraux magnétisés de la croûte. Les images ultraviolettes de Mars la nuit ont révélé que les aurores ont tendance à se former près de ces champs magnétiques crustaux, ce qui est logique si des lignes de champ magnétique sont nécessaires à l’accélération des particules.
Le travail de Girazian et de son équipe tient également compte des conditions de vent solaire. Ils ont analysé les données du vaisseau spatial Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN), qui collecte des images ultraviolettes de la planète rouge depuis 2014. Il est également équipé d’un instrument appelé Solar Wind Ion Analyzer, qui, sans surprise, analyse le vent solaire.
Ils ont comparé des données sur la pression dynamique du vent solaire, ainsi que la force et l’angle du champ magnétique interplanétaire, avec des données ultraviolettes sur les aurores martiennes. Ils ont découvert qu’en dehors des régions du champ magnétique crustal, la pression dynamique du vent solaire joue un rôle important dans la fréquence de détection des aurores.
Cependant, la pression du vent solaire semble jouer peu de rôle dans la luminosité desdites aurores. Cela suggère que les événements météorologiques spatiaux, tels que les éjections de masse coronale, où des masses de particules chargées sont éjectées du Soleil et sont associées à une pression de vent solaire plus élevée, peuvent déclencher des aurores martiennes.
À l’intérieur des régions du champ magnétique crustal, l’orientation du champ magnétique et du vent solaire semble jouer un rôle important dans la formation des aurores sur Mars. À certaines orientations, le vent solaire semble être favorable aux événements de reconnexion magnétique ou à l’accélération des particules nécessaires pour produire la lueur ultraviolette.
Ces résultats, selon les chercheurs, révèlent de nouvelles informations sur la façon dont les interactions avec le vent solaire peuvent générer des aurores sur une planète dépouillée de son champ magnétique global. Ces informations peuvent être utilisées pour aider à mieux comprendre la formation d’aurores discrètes sur des mondes très différents.
“C’est maintenant une période très fructueuse et passionnante pour la recherche d’aurores sur Mars”, a déclaré Girazian.
“La base de données d’observations d’aurores discrètes que nous avons de MAVEN est la première du genre, nous permettant de comprendre les caractéristiques de base des aurores pour la première fois.”
La recherche a été publiée dans le Journal of Geophysical Research: Space Physics.
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