En décembre 2022, la mission MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) de la NASA a observé la « disparition » dramatique et inattendue d’un flux de particules chargées émanant constamment du soleil, connu sous le nom de vent solaire. Cela a été causé par un type particulier d’événement solaire si puissant qu’il a créé un vide dans son sillage lors de son voyage à travers le système solaire.
En raison de cet événement, les mesures de MAVEN sur Mars ont montré que le nombre de particules composant le vent solaire avait considérablement diminué. Sans la pression du vent solaire, l’atmosphère et la magnétosphère martiennes se sont agrandies de milliers de kilomètres. MAVEN est le seul actif actuellement sur Mars capable d’observer simultanément à la fois l’activité du soleil et la réponse de l’atmosphère martienne à ces influences solaires.
« Quand nous avons vu les données pour la première fois et à quel point la baisse du vent solaire était dramatique, c’était presque incroyable », a déclaré Jasper Halekas, professeur à l’Université de l’Iowa et auteur principal d’une nouvelle étude sur l’événement. « Nous avons formé un groupe de travail pour étudier l’événement et nous avons trouvé cette période riche en découvertes incroyables. »
Mars, comme toutes les planètes de notre système solaire, est constamment immergée dans le vent solaire. Le vent solaire exerce une pression sur la magnétosphère et l’ionosphère martiennes et entraîne une grande partie de la fuite de l’atmosphère. L’événement solaire de décembre 2022 a été provoqué par un vent solaire plus rapide qui a dépassé le vent solaire plus lent, qui a agi comme un balai, balayant et comprimant les deux régions ensemble.
Cette interaction, appelée région d’interaction de flux, a laissé dans son sillage un rare vide de vent solaire de densité extrêmement faible, qui a été observé par MAVEN. Cette « disparition » du vent solaire a conduit à des interactions incroyables au sein de la magnétosphère et de l’ionosphère de Mars.
Lorsque la densité du vent solaire a diminué d’un facteur 100, la pression a diminué et la magnétosphère et l’ionosphère de la planète ont pu s’étendre de milliers de kilomètres, soit plus du triple de leur taille habituelle, et ont radicalement changé de caractère. Le champ magnétique du soleil, qui est généralement intégré à l’ionosphère martienne, a été poussé vers l’extérieur, ce qui a transformé l’ionosphère d’un état magnétisé à un état non magnétisé.
Dans le même temps, la couche située entre le vent solaire et la magnétosphère est devenue inhabituellement silencieuse sur le plan électromagnétique. Les observations de MAVEN sur cet événement dramatique et sur la transformation et l’expansion ultérieures de l’ensemble du système sont importantes pour mieux comprendre la physique à l’origine de la perte d’atmosphère et d’eau sur Mars.
« Nous voyons vraiment comment Mars réagit lorsque le vent solaire est effectivement supprimé », a ajouté Halekas. « Cela constitue une excellente étude aberrante sur ce que serait Mars si elle tournait autour d’une étoile moins ‘venteuse’. »
Découvrez la « disparition » du vent solaire sur Mars dont MAVEN a été témoin, un événement observé pour la dernière fois sur Terre il y a près d’un quart de siècle. Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA
Les phénomènes de disparition du vent solaire à cette échelle sont extrêmement rares et se produisent à un moment d’activité solaire croissante. C’était donc la première fois que la mission MAVEN avait l’occasion d’observer un tel phénomène. Alors que d’autres engins spatiaux sur Mars et sur Terre ont également observé certains aspects de cet événement, seul MAVEN a été capable de prendre simultanément des mesures de la réponse du Soleil et de l’atmosphère martienne à cet événement.
« L’observation de conditions extrêmes est toujours d’une valeur scientifique inestimable », a déclaré Shannon Curry, chercheuse principale de MAVEN à l’Université de Californie à Berkeley. « MAVEN a été conçu pour observer ce type d’interactions entre le soleil et l’atmosphère martienne, et le vaisseau spatial a fourni des données exceptionnelles lors de cet événement solaire véritablement anormal. »
Alors que le Soleil se rapproche de son maximum solaire, le sommet de son cycle d’activité de 11 ans, la mission MAVEN pourrait avoir un impact encore plus important sur notre compréhension des événements solaires extrêmes.
« Cela montre vraiment le rôle inter-divisions que joue MAVEN sur Mars », a déclaré Gina DiBraccio, chercheuse principale adjointe de MAVEN et directrice adjointe de la division des sciences héliophysiques au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. « MAVEN n’observe pas seulement la dynamique de l’atmosphère martienne, il surveille également les apports solaires pour améliorer notre compréhension du soleil. »
L’étude est présentée à l’American Geophysical Union Fall Réunion à San Francisco.