15/12/2014

Comment Mars aurait perdu son atmosphère : premiers éléments fournis par MAVEN

Il aura fallu à peine un mois de prises de données par la sonde MAVEN en orbite autour de Mars pour qu'on en connaisse déjà beaucoup plus sur la façon dont Mars aurait perdu son atmosphère.



La sonde américaine MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), lancée en novembre 2013 par la NASA, a débuté ses opérations scientifiques le 16 novembre dernier, peu de temps après le passage très proche de la comète Siding Spring, au cours duquel les scientifiques de la NASA ont dû exceptionnellement protéger la sonde en modifiant sa trajectoire. Les premières observations viennent d'être rendues publiques par la NASA et montrent l'existence d'un nouveau processus physico-chimique qui pourrait expliquer comment l'atmosphère de Mars a disparu. Ce phénomène serait lié à la pénétration du vent solaire très en profondeur dans l'atmosphère martienne.

Vue d'artiste de MAVEN (NASA/Goddard Space Flight Center)
Et MAVEN a également pu trouver quelques indications sur la composition de la haute atmosphère de Mars ainsi que de son ionosphère. Le responsable de la mission, Bruce Jakovsky, du Laboratory for Atmospheric and Space Physics à l'Université du Colorado, précise "Nous commençons à voir les liens qui existent dans une chaîne d'événements qui débutent par des processus ayant le Soleil pour origine qui vont agir sur le gaz de la haute atmosphère et mènent à une perte atmosphérique".

A chaque orbite autour de la planète rouge, MAVEN frôle l'ionosphère de Mars, cette couche d'ions et d'électrons qui s'étend entre 100 et 450 km d'altitude. Cette petite couche joue le rôle d'un petit bouclier contre l'intense vent solaire, des protons énergétiques.
MAVEN a pu mettre en évidence grâce à son instrument Solar Wind Ion Analyzer qu'un flux non négligeable de particules solaires parvenaient quand même à traverser ce maigre bouclier sans être défléchies et à pénétrer profondément dans la haute atmosphère martienne. Il semble que les interactions qui ont lieu ensuite produisent des courants de particules neutres pouvant pénétrer encore à plus basse altitude avant de produire à nouveau des ions chargés par de nouvelles interactions atmosphériques à beaucoup plus basse altitude.

Mars
C'est l'instrument Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer de MAVEN qui, grâce à l'analyse fine de la composition de la haute atmosphère et de l'ionosphère, explore la nature du réservoir gazeux d'où s'échappe l'atmosphère de Mars vers l'espace. Ce spectromètre a permis de mesurer l'abondance de nombreux gaz sous forme ionique ou neutre, révélant la présence de structures bien définies dans la haute atmosphère, contrastant avec les basses couches où les gaz sont très mélangés. Ces fortes variations d'abondances dans le temps vont permettre de mieux comprendre comment fonctionnent la physique et la chimie dans ces régions, et a d'ores et déjà permis de mettre en évidence l'existence, insoupçonnée auparavant, d'une météo dans les hautes altitudes martiennes (des mouvements importants des couches atmosphériques).

La façon par laquelle Mars perd le gaz de son atmosphère a pu être observée grâce à l'instrument STATIC (Suprathermal and Thermal Ion Composition). A peine quelques heures après sa mise en route, MAVEN a détecté un jet de gaz ionisé au niveau du pôle de Mars, s'échappant vers le vide interplanétaire... Il apparaît que le gaz ionisé s'échauffe de plus en plus lorsqu'il monte en altitude, jusqu'à atteindre la vitesse d'échappement, qui le libère finalement et définitivement de la gravité martienne...

MAVEN est en pleine forme, est va continuer à scruter la planète rouge pour encore quelques années. A ce rythme, on aura peut être tout compris de l'atmosphère de Mars avant la fin de la mission...


Source : 
Communiqué NASA Goddard Space Flight Center (15 décembre 2014)