MAVEN et EMM effectuent les premières observations d’aurores inégales à protons sur Mars


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  • La mission MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) de la NASA et la mission Emirates Mars (EMM) des Émirats arabes unis ont publié des observations conjointes d’événements dynamiques d’aurores boréales à protons sur Mars. Les observations aurorales à distance par EMM couplées aux observations de plasma in-situ réalisées par MAVEN ouvrent de nouvelles voies pour comprendre l’atmosphère martienne. Cette collaboration a été rendue possible par le récent partage de données entre les deux missions et met en évidence la valeur des observations multipoints dans l’espace. Une étude de ces résultats paraît dans la revue Lettres de recherche géophysique.

    Dans la nouvelle étude, EMM a découvert des structures à petite échelle dans les aurores boréales qui s’étendaient sur toute la journée de Mars. Les aurores à protons, découvertes par MAVEN en 2018, sont un type d’aurore martienne qui se forme lorsque le vent solaire, composé de particules chargées du Soleil, interagit avec la haute atmosphère. Les observations typiques d’aurores à protons effectuées par MAVEN et la mission Mars Express de l’ESA (l’Agence spatiale européenne) montrent que ces aurores apparaissent lisses et uniformément réparties dans l’hémisphère. En revanche, EMM a observé des aurores boréales à protons qui semblaient très dynamiques et variables. Ces « aurores protoniques inégales » se forment lorsque des conditions turbulentes autour de Mars permettent aux particules chargées de se répandre directement dans l’atmosphère et de briller à mesure qu’elles ralentissent.

    « Les observations d’EMM ont suggéré que les aurores étaient si répandues et désorganisées que l’environnement de plasma autour de Mars devait être vraiment perturbé, au point que le vent solaire avait un impact direct sur la haute atmosphère partout où nous avons observé des émissions aurorales », a déclaré Mike Chaffin, un MAVEN. et scientifique EMM basé au Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l’Université du Colorado à Boulder et auteur principal de l’étude. « En combinant les observations aurorales EMM avec les mesures MAVEN de l’environnement du plasma auroral, nous pouvons confirmer cette hypothèse et déterminer que ce que nous voyions était essentiellement une carte de l’endroit où le vent solaire pleuvait sur la planète. »

    Normalement, il est difficile pour le vent solaire d’atteindre la haute atmosphère de Mars car il est redirigé par le choc de l’arc et les champs magnétiques entourant la planète. Les observations inégales d’aurores boréales à protons sont donc une fenêtre sur des circonstances rares – celles au cours desquelles l’interaction Mars-vent solaire est chaotique. « L’impact total de ces conditions sur l’atmosphère martienne est inconnu, mais les observations EMM et MAVEN joueront un rôle clé dans la compréhension de ces événements énigmatiques », a déclaré Chaffin.

    Le partage de données entre MAVEN et EMM a permis aux scientifiques de déterminer les moteurs de l’aurore inégale à protons. L’EMM transporte l’instrument Emirates Mars Ultraviolet Spectrograph (EMUS), qui observe la haute atmosphère et l’exosphère de la planète rouge, en analysant la variabilité de la composition atmosphérique et la fuite atmosphérique vers l’espace. MAVEN propose une suite complète d’instruments à plasma, y ​​compris le magnétomètre (MAG), l’analyseur d’ions de vent solaire (SWIA) et l’instrument de composition d’ions suprathermiques et thermiques (STATIC) utilisé dans cette étude.

    « Les observations globales d’EMM sur la haute atmosphère offrent une perspective unique sur une région essentielle à la science MAVEN », a déclaré Shannon Curry, chercheuse principale de MAVEN, du laboratoire des sciences spatiales de l’UC Berkeley. « Ces types d’observations simultanées sondent la physique fondamentale de la dynamique et de l’évolution atmosphériques et mettent en évidence les avantages de la collaboration scientifique internationale. »

    Hessa Al Matroushi, responsable scientifique de l’EMM, a accepté. « L’accès aux données MAVEN a été essentiel pour placer ces nouvelles observations EMM dans un contexte plus large », a-t-elle déclaré. « Ensemble, nous repoussons les limites de nos connaissances existantes non seulement sur Mars, mais aussi sur les interactions planétaires avec le vent solaire. »

    Les mesures multi-points de vue se sont déjà révélées être un atout pour la recherche sur la Terre et l’héliophysique. Sur Mars, plus d’une demi-douzaine d’orbiteurs effectuent actuellement des observations scientifiques et, avec l’hémisphère sud de Mars qui connaît actuellement l’été, lorsque les aurores boréales à protons sont connues pour être les plus actives, les observations à plusieurs points de vue seront essentielles pour comprendre comment ces événements se forment. La collaboration entre EMM et MAVEN démontre la valeur de la science de niveau découverte sur l’atmosphère martienne avec deux engins spatiaux observant simultanément la même région.

    Le chercheur principal de MAVEN est basé à l’Université de Californie à Berkeley, tandis que le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, gère la mission MAVEN. Lockheed Martin Space a construit le vaisseau spatial et est responsable des opérations de la mission. Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud fournit une assistance à la navigation et au Deep Space Network. Le Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale (LASP) de l’Université du Colorado à Boulder est responsable de la gestion des opérations scientifiques, de la sensibilisation du public et de la communication.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par NASA/Centre de vol spatial Goddard. Original écrit par Willow Reed, responsable des communications MAVEN, Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale, Université du Colorado à Boulder. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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