Il a fallu sept mois pour confirmer que le rover Opportunity de la NASA était bel et bien hors service. Le petit robot de l’agence spatiale américaine avait cessé de communiquer avec la Terre dès le 10 juin 2018, après avoir été englouti par une violente tempête de poussière martienne qui avait ensuite recouvert la planète rouge tout entière. Des années ont passé, mais les physiciens disposent désormais d’explications sur les raisons précises pour lesquelles cette tempête est devenue si dangereuse.
Des recherches présentées ce mois-ci lors de la National Astronomy Meeting de la Royal Astronomical Society ont mis au jour des preuves convaincantes selon lesquelles les radiations issues des tempêtes solaires peuvent amplifier les événements météorologiques sur Mars après avoir pénétré la fragile magnétosphère de la planète. La nouvelle étude a scruté les données du vaisseau orbital MAVEN de la NASA et de l’Orbiteur Trace Gas de l’ESA afin de déterminer dans quelle mesure les événements de particules énergétiques solaires (SEP) réchauffent la basse atmosphère martienne. Les résultats des chercheurs les ont surpris : comparés aux températures globales prévues estimées à partir de la Mars Climate Database, il semble que les fortes éruptions solaires et d’autres radiations stellaires puissent agir sur les tempêtes de poussière martiennes de manière synergique, augmentant leur intensité et bouleversant la basse atmosphère de Mars.
« Les tempêtes de poussière n’étaient pas à l’origine au cœur de notre enquête, donc constater qu’une d’entre elles survenait en même temps que le heating était inattendu », a déclaré Lana Williams, physicienne à l’Université de Lancaster, qui étudie la dynamique des plasmas spatiaux et atmosphériques martiens, dans un communiqué. « Cela suggère que l’atmosphère et le temps de Mars pourraient répondre à plusieurs phénomènes agissant ensemble, plutôt que chaque source de chaleur n’agissant indépendamment », selon Williams, qui a dirigé la nouvelle étude.
Déclencher une tempête
Williams et ses collègues avaient initialement prévu d’examiner cinq événements SEP afin de déterminer si les radiations des tempêtes solaires avaient un effet plus près de la surface martienne, où se manifestent réellement les phénomènes météorologiques. Des recherches passées avaient déjà documenté des cas où des éruptions solaires, telles que les éruptions solaires ou les éjections de masse coronale, avaient généré des effets mesurables dans la haute atmosphère de Mars — y compris des aurores, semblables à celles de la Terre, et une fuite accrue des gaz atmosphériques martiens vers l’espace.
« Nous pensions que ces particules hautement énergétiques pourraient influencer les températures dans la basse atmosphère martienne, mais dans quatre des cinq événements que nous avons étudiés, nous n’avons trouvé aucune preuve claire de réchauffement », a déclaré Williams. « L’exception est survenue alors qu’une tempête de poussière globale s’étendait à travers la planète. »
Lors de cet événement SEP de juin 2018, l’Orbiteur Trace Gas de l’ESA a enregistré une augmentation d’environ 50 °C (90 °F) à des altitudes d’environ 75 et 125 kilomètres, selon ce que Williams a confié à IFLScience. Pour mettre cela en contexte, l’exobase de Mars, l’altitude à laquelle ses gaz commencent à se dissiper dans l’espace, se situe autour de 140 km et son atmosphère la plus turbulente, ou altitude de l’homopause, se situe autour de 90 à 135 km.
Dans un nuage d’incertitude
Williams et ses collaborateurs — des astronomes de l’Université de Leicester au Royaume-Uni et de l’Institut d’Astrophysique d’Andalousie-CSIC à Grenade, en Espagne — ont également relevé un événement SEP de juillet 2021 qui semble avoir produit une augmentation similaire, bien que plus faible, des températures martiennes. Mais l’équipe a noté que ces deux épisodes restent loin de constituer une preuve suffisante pour confirmer que ce phénomène est réel.
« [Une] augmentation nette de la température est observée, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour attribuer les variations de température atmosphérique au phénomène des tempêtes de poussière globales et des événements SEP lorsqu’ils se produisent simultanément », indiquent les chercheurs dans leur nouvelle étude.
Un aspect qui rend le tableau plus sombre est le signal plus faible de l’événement de juillet 2021, qui n’a augmenté les températures que d’environ un dixième à un cinquième de ce que l’épisode SEP de juin 2018 a accompli. Néanmoins, Williams espère que des analyses supplémentaires des données prises par l’Orbiteur Trace Gas de l’ESA de 2022 à aujourd’hui pourraient trancher la question.
Elle a indiqué être particulièrement curieuse d’une tempête solaire de mai 2024, si forte que le rover Curiosity de la NASA a capté sur vidéo des particules chargées de la tempête se dirigeant vers la surface martienne.
« C’est une affaire où nous n’avons tout simplement pas les données pour l’instant afin d’aller plus loin dans l’analyse », a déclaré Williams à IFLScience, « mais il serait intéressant d’étudier la tempête solaire de 2024. »
