La sonde européenne Exomars TGO a détecté de l'oxygène vert incandescent dans l'atmosphère de Mars. C'est la première fois qu'un tel phénomène est observé ailleurs que sur Terre.
La lumière verte est produite par l'interaction entre les électrons énergétiques de l'espace interplanétaire et la haute atmosphère pendant les aurores polaires. Plus précisément, c'est l'action chimique de la lumière ultraviolette émise par le Soleil sur le CO2 présent dans l'atmosphère martienne qui donne cet aspect si particulier. Les particules atmosphériques sont dissociées en atomes de monoxyde de carbone et d'oxygène, et ce dernier qui donne cette luminescence tant dans le visible que dans l'ultraviolet. Bien qu'il soit le fruit d'une série de réactions chimiques, il n'est pas à confondre avec le phénomène des aurores polaires. Contrairement aux aurores, la lueur verte visible est produite constamment, de jour comme de nuit.
Prédit par les scientifiques depuis une quarantaine d'année, le phénomène n'a pu être observé que récemment avec le spectromètre UVIS embarqué dans l'instrument NOMAD d'Exomars TGO. Entre le 24 avril et le 1er décembre 2019, NOMAD a été utilisé pour balayer des altitudes allant de 20 à 400 kilomètres de la surface martienne deux fois par orbite.
Plusieurs sondages antérieurs n'avaient pu mettre en évidence le phénomène. Lors de la campagne de 2019, les scientifiques ont orienté l'instrument de façon à « pointer vers le bord de Mars, similaire à la perspective que vous voyez dans les images de la Terre prises à partir de l'ISS », explique Ann Carine Vandaele de l'Institut Royal d'Aéronomie Spatiale de Belgique et chercheuse principale du NOMAD.
Les résultats ne se sont pas fait attendre. Pour chaque relevé effectué, à raison de quatre orbites par mois, la lueur verte apparaissait avec forte émission à une altitude d'environ 80 kilomètres, et une autre à près de 120 km.
Les données collectées vont permettre de mieux comprendre le fonctionnement de l'atmosphère martienne et de les intégrer dans les simulateurs qui servent à élaborer des modèles atmosphériques.
Développé à l'Institut royal d'Aéronomie Spatiale de Belgique, NOMAD (Nadir et Occultation pour Mars Discovery) est composé de trois canaux de mesure. Deux canaux opèrent dans l'infrarouge (SO et LNO) tandis que le troisième travaille dans ultraviolet-visible (UVIS). UVIS, de conception britannique, est spécialisé dans la surveillance de l'ozone, l'acide sulfurique et l'étude des aérosols.
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