Des traces du paléomagnétisme martien ? 

Sur les planètes voisines de la Terre, pourtant dénuées de champ magnétique qui piège les particules chargées du vent solaire, les manifestations d’aurores prennent une tournure particulière. Sur Vénus, un spectromètre UV de la sonde Pioneer Venus, en orbite vénusienne entre juillet 1980 et août 1992, a mis en évidence la lueur d’aurores dites « diffuses», c’est-à-dire, à très large échelle. Sur Mars, des aurores « diffuses » ont également été observées dans l’hémisphère Nord, mais ce sont des aurores « localisées» qui ont été détectées dans l’hémisphère Sud.  A quoi ces dernières sont-elles dues ? L. Soret et J.C. Gérard ont mené leur enquête sur ces draperies ou arcs de lumière qui ont une morphologie bien typée. Le phénomène serait lié aux éruptions solaires qui atteignent l’atmosphère. « Le ciel devient plus lumineux, mais on a affaire à un mécanisme de formation qui est différent des lueurs aurorales terrestres, vu qu’il n’y a pas de champ magnétique global », constate Lauriane Soret.

L’étude des observations de SPICAM a permis de détecter une vingtaine de points où apparaissent des aurores localisées. Leur détection est difficile, voire aléatoire, car leur apparition est temporaire, sur  des étendues de quelques dizaines de km seulement. L’origine de ces aurores n’est pas clairement élucidée. Le Professeur Gérard explique leur développement dans des zones où les roches anciennes ont gardé la mémoire d’un magnétisme passé, emprisonné depuis près de 4 milliards d’années.

L’étude des aurores de Mars est malaisée, car elles sont volatiles et ne se reproduisent pas de façon régulière. Et il demeure beaucoup de questions sans réponses. Combien d’aurores se forment-elles ? S’illuminent-elles en même temps ? Quelle énergie contiennent-elles ? Afin de mieux définir le fil des événements qui conduisent à ce que des particules chargées précipitent dans l’atmosphère, guidées par le champ magnétique local, il faudra obtenir de nouvelles observations sur la face nocturne avec un instrument plus sensible. En attendant, Lauriane Soret s’est lancée dans un travail de modélisation pour mieux cerner la spécificité des aurores discrètes. Ainsi, elle a réussi à déterminer l’altitude à laquelle des particules chargées produisent le phénomène auroral martien : entre 125 km et 135 km, les électrons sont accélérés en descendant dans des sortes d’entonnoirs magnétiques. Pour comparaison : sur Terre, elles se manifestent généralement entre  90 et 300 km.

En attendant NOMAD

Le fonctionnement « localisé» des aurores sur la Planète Rouge, qui se produisent dans des zones précises, reste donc à élucider. Comme SPICAM de la sonde européenne Mars Express ne fournit plus de données, les espoirs reposent sur NOMAD (Nadir and Occultation for MArs Discovery) qui équipe le satellite martien TGO (Trace Gas Orbiter ) d’ExoMars 2016, mission réalisée conjointement par l’ESA et l’agence spatiale russe Roscosmos. L’intérêt de NOMAD est d’être un triple instrument qui comprend deux spectromètres IR et un senseur dans le visible et l’UV.

Dans le cadre de cette mission, l’équipe du LPAP  exploitera les possibilités d’observations au-dessus de régions martiennes plongées dans la nuit. Officiellement, ce type d’observations n’est pas dans le planning de l’ESA. « La détection de phénomènes atmosphériques simultanément dans l’UV, le visible et l’IR constituera une première dans la découverte de Mars», fait remarquer la chercheuse du LPAP. Celle-ci compte sur du temps et les moyens de l’ESA pour multiplier et intensifier les observations.