Découverte : une lueur verte unique sur Mars

Le satellite ExoMars repère une lueur verte sur Mars
Le satellite ExoMars repère une lueur verte sur Mars - © Tous droits réservés

Une lueur verte autour de la planète rouge : non, ce ne sont pas des extraterrestres qui rayonnent. Trêve de plaisanterie, il s’agit d’une découverte importante publiée ce jour dans la revue Nature Astronomy. L’instrument NOMAD, développé à l’Institut royal d’Aéronomie Spatiale de Belgique et actuellement en orbite autour de Mars à bord du satellite ExoMars Trace Gas Orbiterde l’Agence Spatiale Européenne, a détecté une lueur verte d’oxygène unique à environ 80 kilomètres d’altitude dans l’atmosphère entourant la planète rouge.

"C’est une très belle découverte", nous dit Ann Carine Vandaele, chercheuse principale pour le projet Nomad. "Dans notre milieu, elle aura du retentissement. Certains ont déjà cherché sur Vénus, et n’ont jamais trouvé. C’est assez fantastique, parce que cela montre que nos instruments servent à plein de choses. Au départ, nous n'étions pas sûrs que nos instruments auraient la sensibilité nécessaire."

Le vert de Mars

Comment cette lumière est-elle émise ? Elle est produite par l’interaction entre le rayonnement du soleil et le dioxyde de carbone, qui est le principal constituant de l’atmosphère de Mars. Pour comprendre, rappelez-vous vos cours de chimie, si vous n’êtes pas du rayon scientifique. Le principal gaz martien (CO2) se décompose en ses parties constitutives, l’oxygène (O) et le monoxyde de carbone (CO) par la lumière ultraviolette lointaine du Soleil. Les atomes d’oxygène qui en résultent brillent dans le visible et l’ultraviolet.

Une première en dehors de la Terre

Sur Terre, cette émission d’oxygène incandescent provoque les aurores boréales, lorsque les électrons énergétiques du Soleil viennent frapper la haute atmosphère. Les aurores polaires ont cette teinte verte typique. Mais c’est la première fois qu’on l’observe dans d’autres atmosphères que celle de la Terre. Ce n’était pas possible de l’observer, soit parce que la surface des autres planètes était trop brillante, soit parce que les missions précédentes vers ces planètes n’étaient pas équipées d’instruments sensibles à la lumière visible et ultraviolette. Cela fait 40 ans environ que les scientifiques prédisent l’existence d’une telle lueur verte sur Mars.

Entre le 24 avril et le 1er décembre 2019, l’équipe NOMAD a utilisé le Canal Ultraviolet et Visible (le spectromètre, baptisé UVIS) pour scanner des altitudes allant de 20 à 400 km de la surface de Mars, deux fois par orbite. Il a détecté des signaux d’une luminosité frappante, avec un pic à près de 80 km d’altitude, et un autre à près de 120 km. L’Université de LIège a participé activement à cette recherche : c’est son modèle photochimique qui a été utilisé pour mieux comprendre cette lueur verte sur Mars, et pour la comparer à ce que nous voyons autour de la Terre.

 

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