Arnaud Stiepen veut en savoir davantage sur les phénomènes qu’il a mis en évidence sur l’environnement atmosphérique de Mars. Il se réfère à la moisson actuelle de données qu’ont recueillies des senseurs dans l’UV (ultraviolet). Les observations dans cette bande spectrale constituent une spécialité de l’Institut légeois d’Astrophysique et de Géophysique. « Ce qui m’intéresse est un nouveau type d’aurores, différentes de celles découvertes sur Mars grâce à la sonde Mars Express de l’ESA en 2005. Il s’agit d’aurores diffuses qu’on a décelées sur une portion de la planète, dans l’hémisphère Nord martien. Ce qui surprend est qu’elles se manifestent à des niveaux bas dans l’atmosphère, sous l’effet d’électrons plus énergétiques que ce qui se passe pour l’apparition des aurores discrètes ». 

En travaillant sur les observations de la sonde MAVEN, l’astrophysicien liégeois ne s’attendait pas du tout à avoir la confirmation de ces aurores qu’on appelle “diffuses” C’est un premier résultat acquis avec MAVEN dès décembre 2014 et que l’on doit à son instrument IUVS (Imaging UV Spectrograph). Durant une année, A. Stiepen a fait partie du team qui a passé au crible les données du spectrographe ultraviolet. Il a animé une conférence de presse organisée par la NASA pour faire part des surprises qu’il a mises en évidence dans ces aurores “diffuses”, qui sont difficiles à percevoir à cause de la lumière très ténue. « Ce type d’aurores est provoqué par des particules très énergétiques, et ce, de manière imprévisible. Pas question d’étudier le phénomène de façon routinière : il faut se trouver au bon moment au bon endroitpour les traquer. A l’avenir, un senseur plus performant pourra mieux les détecter et les étudier.» Avec MAVEN, il est possible de mobiliser plusieurs instruments de la sonde pour réaliser des observations combinées sur un phénomène auroral. « Il s’agit de comprendre d’où viennent les électrons qui provoquent l’aurore, comment ils sont accélérés en suivant les lignes du champ magnétique… »

Au cœur de la « tragédie » de Mars  

Les aurores ne constituent cependant pas le seul centre d’intérêt d’Arnaud Stiepen. Mars a la particularité d’avoir une atmosphère très ténue, composée à 95 % de dioxyde de carbone (gaz carbonique). 

Les observations faites par les sondes martiennes américaines font état d’une pression atmosphérique qui, il y a 3,5 milliards d’années, devait être 150 fois la valeur actuelle, soit proche de celle sur notre planète… Qu’est-ce qui explique qu’une lente et inéluctable métamorphose se soit produite jusqu’à la quasi disparition de l’atmosphère martienne ? La sonde MAVEN a permis de fournir un nouvel éclairage sur la dramatique évolution de Mars, toujours grâce à l’IUVS (Imaging UltraViolet Spectrograph) développé par le LASP (Laboratory for Atmosperic and Space Physics) de l’Université du Colorado. Ce laboratoire de grand renom s’est intéressé aux travaux du chercheur Arnaud Stiepen, qui a étudié pour sa thèse de doctorat les atmosphères de Vénus et de Mars, planètes voisines de la Terre. Il a fait appel à son expertise pour le traitement des données que transmet l’IUVS.