MacroCosmos novembre-décembre 2024

NOVEMBRE-DÉCEMBRE 2024 qui ont conduit au taux de fuite lors des quatre derniers milliards d’an- nées, et faire des extrapolations dans le passé. Bien que la plupart des don- nées de l’étude proviennent du vais- seau spatial MAVEN, elles ne sont pas suffisamment sensibles pour obser- ver l’émission de deutérium à chaque instant de l’année martienne. Contrairement à la Terre, Mars s’éloigne du Soleil sur son orbite el- liptique pendant le long hiver mar- tien et les émissions de deutérium s’affaiblissent. Clarke et son équipe avaient besoin des données de Hub- ble pour « combler les lacunes » et compléter un cycle annuel de trois années martiennes (dont chacune équivaut à 687 jours terrestres). Hubble a également fourni des don- nées supplémentaires remontant à 1991, bien avant l’arrivée de MAVEN sur Mars en 2014. La combinaison des données de ces missions a fourni la première vue ho- listique des atomes d’hydrogène s’échappant de Mars vers l’espace. « Ces dernières années, les astro- nomes ont découvert que Mars avait un cycle annuel beaucoup plus dyna- mique que prévu il y a 10 ou 15 ans » , a expliqué Clarke. « L’atmosphère entière est très turbulente, se ré- chauffant et se refroidissant sur de courtes périodes, voire quelques heures. L’atmosphère se dilate et se contracte à mesure que la lumino- sité du Soleil sur Mars varie de 40 % dans une année martienne. » L’équipe a découvert que les taux de fuite de l’hydrogène et du deuté- rium changent rapidement lorsque Mars est proche du Soleil. Dans l’image classique que les astronomes avaient auparavant, on pensait que ces atomes se diffusaient lentement vers le haut dans l’atmosphère, jusqu’à une hauteur à partir de la- quelle ils pourraient s’échapper. Ce- pendant, cette image ne reflète plus fidèlement toute l’histoire, car les astronomes savent désormais que les conditions atmosphériques chan- gent très rapidement. Lorsque Mars est proche du Soleil, les molécules d’eau, qui sont la source de l’hydro- gène et du deutérium, s’élèvent très rapidement dans l’atmosphère, libé- rant des atomes à haute altitude. La seconde découverte est que les va- riations de l’hydrogène et du deuté- rium sont si rapides que la « fuite atomique » a besoin d’énergie sup- plémentaire pour les expliquer. À la température de la haute atmo- sphère, seule une petite fraction des atomes a suffisamment de vitesse pour échapper à la gravité de Mars. Des atomes plus rapides (super ther- miques) sont produits lorsque quelque chose donne à l’atome une poussée supplémentaire d’énergie. Ces événements incluent des colli- sions de protons du vent solaire en- trant dans l’atmosphère ou la lumière du Soleil provoquant des réactions chimiques dans la haute at- mosphère. L’étude de l’histoire de l’eau sur Mars est essentielle non seu- lement pour comprendre les pla- nètes de notre système solaire, mais également pour comprendre l’évolu- tion des planètes de la taille de la Terre autour d’autres étoiles. Les as- tronomes découvrent de plus en plus de ces planètes, mais elles sont diffi- ciles à étudier en détail. Mars, la Terre et Vénus se trouvent toutes dans, ou à proximité, de la zone ha- bitable de notre système solaire, la région autour d’une étoile dans la- quelle de l’eau liquide pourrait s’ac- cumuler sur une planète rocheuse ; cependant, les trois planètes ont des conditions actuelles radicalement différentes. Avec ses planètes sœurs, Mars peut aider les astronomes à comprendre la nature des mondes éloignés de notre galaxie. ! I mages de Hubble dans l’ultraviolet lointain de Mars près de son aphélie le 31 décembre 2017 et près de son périhélie le 19 dé- cembre 2016. L’atmosphère est évidemment plus lumineuse et plus étendue lorsque Mars est plus proche du Soleil. La lumière du Soleil réfléchie par Mars à ces longueurs d’onde montre la dif- fusion par les molécules atmosphériques et la brume, tandis que les calottes polaires et certaines caractéristiques de la surface sont également visibles. Hubble et MAVEN ont montré que les conditions atmosphériques martiennes changent très rapidement. Lorsque Mars est proche du Soleil, les molécules d’eau s’élèvent très rapidement dans l’atmosphère, se désagrègent et libèrent des atomes à haute altitude. [NASA, ESA, STScI, John T. Clarke (Boston University) − Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)]