Une conception d'artiste de la pluie de météores martienne due à Comet Siding Spring. La comète a dépassé la planète dans cette image, et est montré à gauche et au-dessus de la planète, en direction du système solaire externe. L'atmosphère de la planète est exagérée pour mettre en évidence la présence d'un groupe cohérent de météores dû au flux de débris de la comète. Crédit :Don Davis / Équipe IUVS
Lorsque la comète C/2013 A1 (Siding Spring) n'a dépassé que 140, 000 kilomètres de Mars le 19 octobre 2014, déposer une grande quantité de débris dans l'atmosphère martienne, les agences spatiales ont coordonné plusieurs vaisseaux spatiaux pour assister à la plus grande pluie de météores de l'histoire enregistrée. C'était une occasion rare, comme ce genre d'événement planétaire ne se produit qu'une fois tous les 100, 000 ans. Cependant, les scientifiques analysant les données ont découvert qu'une très puissante éjection de masse coronale (CME) lancée par le Soleil est également arrivée sur Mars 44 heures avant la comète, créant des perturbations importantes dans la haute atmosphère martienne et compliquant l'analyse des données. Les résultats décrivant les effets combinés de la comète et du CME dans l'atmosphère martienne sont présentés lors d'une session spéciale au Congrès européen des sciences planétaires (EPSC) 2017 à Riga jeudi, 21 septembre.
Dr Beatriz Sanchez-Cano, de l'Université de Leicester et co-organisateur de la session, explique :« La comète Siding Spring a volé très près de Mars, à un tiers de la distance Terre-Lune. C'est l'un des événements planétaires les plus excitants que nous verrons de notre vivant. Mars a été littéralement englouti par le coma, l'atmosphère extérieure de la comète, pendant plusieurs heures. Cependant, une analyse plus approfondie des données montre que l'interaction de la comète avec Mars est beaucoup plus difficile à comprendre que prévu en raison des effets d'un CME qui a frappé Mars quelques heures plus tôt. En outre, la rencontre s'est produite au plus fort de la saison de la poussière martienne. Nous devons comprendre le contexte complet des observations afin de séparer les effets cométaires réels sur Mars. »
Les CME se produisent lorsque les lignes de champ magnétique à la surface visible du Soleil s'emmêlent et se brisent, libérant de grandes quantités de particules chargées électriquement dans l'espace. L'intervalle d'avant, pendant et après la rencontre de la comète Siding Spring avec Mars a été l'une des périodes les plus perturbées du cycle solaire actuel. Le CME a été lancé à partir du plus grand groupe de taches solaires observé au cours des 24 dernières années et plusieurs éruptions solaires supplémentaires ont été détectées qui auraient eu un impact sur Mars à cette époque.
Photo d'une animation montrant la rencontre de la comète Siding Spring avec Mars, montrant l'orientation des queues de la comète et des orbites du vaisseau spatial sur Mars. Crédit :Marc Costa/Agence spatiale européenne
Sanchez-Cano a étudié l'interaction de la comète avec des particules énergétiques du Soleil, et les effets du CME et de la rencontre cométaire sur l'atmosphère martienne, en utilisant les données de la mission Mars Express de l'ESA, Les orbiteurs MAVEN et Mars Odyssey de la NASA, et le rover Curiosity sur la surface martienne. Ses résultats montrent des signes clairs de « pluies » d'ions d'oxygène énergétiques et de poussière depuis le moment où Mars était dans le coma jusqu'à 35 heures après l'approche la plus proche de la comète. Ces ions, probablement de la comète, ont été accélérés par le vent solaire très actif lors de la rencontre avec la comète et livrés dans l'atmosphère martienne. Cela a créé une couche électriquement conductrice supplémentaire (ionosphère) à un niveau inférieur à l'ionosphère habituelle de la planète. Aucune de ces particules ne semble être arrivée à la surface martienne comme observé par le rover Curiosity, confirmant qu'ils ont été absorbés dans l'atmosphère.
Prof Mats Holmström, de l'Institut suédois de physique spatiale, qui présentera les premiers résultats de la rencontre de l'instrument Mars Express ASPERA-3, dit :"Nos données et modélisations montrent que les couches supérieures de l'atmosphère martienne ont été perturbées par le passage de la comète. Les précipitations de la comète étaient principalement de l'eau, soit sous forme de molécules neutres, soit décomposées en ions par interaction avec la lumière. Cependant, les résultats d'ASPERA-3 montrent que la quantité d'eau ionisée interagissant avec l'atmosphère martienne était beaucoup plus faible que prévu, par rapport à la quantité de molécules d'eau neutres et aux particules chargées du vent solaire. Cela signifie qu'il y avait moins d'ions interagissant avec la haute atmosphère et plus de molécules d'eau interagissant à des profondeurs inférieures. Nous pensons que, en raison de la taille et de l'activité relativement grandes de la comète, la majorité de l'eau ionisée a été emportée par le vent solaire plutôt que de tomber dans l'atmosphère de Mars.
Image Hubble de Comet Siding Spring avant et après filtrage, comme capturé par Wide Field Camera 3 sur le télescope spatial Hubble de la NASA. Crédit :NASA, ESA, et J.-Y. Li (Institut des sciences planétaires)
Matteo Crismani, de l'Université du Colorado à Boulder, présentera des observations de la rencontre depuis l'orbiteur MAVEN. Ceux-ci indiquent que la pluie de météores était la plus grande de l'histoire enregistrée, culminant à 30 météores par seconde et durant jusqu'à 3 heures. Grains de poussière de la comète, voyager à 200, 000 kilomètres par heure, sont entrés dans l'atmosphère de Mars avec suffisamment d'énergie pour fondre et libérer leurs atomes constitutifs, comme le magnésium et le fer. Les données du spectrographe ultra-violet d'imagerie de MAVEN (IUVS) ont permis à Crismani et à ses collègues de déterminer la composition de ces espèces métalliques, comment ils ont évolué et comment ils se sont déplacés dans l'atmosphère martienne.
