Le ciel, cet espace au-dessus de nos têtes, abrite un univers de merveilles, des oiseaux aux étoiles. L'astronomie, qui débute par son observation, nous révèle des spectacles grandioses, dont les couchers de soleil. Ces derniers, parsemés de rose, d'orange et de jaune sur Terre, ne sont pas exclusifs à notre planète. L'exploration spatiale nous a permis de découvrir que les couchers de soleil se manifestent différemment ailleurs dans l'Univers, notamment sur Mars, où ils arborent une teinte bleutée surprenante.
Un Coucher de Soleil Martien Unique
Le 19 mai 2005, le rover Spirit de la NASA a capturé un coucher de soleil martien mémorable depuis le cratère Gusev. Cette image, réalisée grâce à la caméra panoramique (Pancam) du rover et une combinaison de filtres colorés, a révélé un spectacle céleste aux caractéristiques distinctes de celles observées sur Terre.
Taille apparente du soleil
Sur Mars, le soleil apparaît environ deux tiers plus petit que sur Terre. Cette différence est due à la distance plus grande entre Mars et notre étoile.
Lueur Bleutée
L’une des caractéristiques les plus fascinantes du coucher de soleil martien est la lueur bleutée qui entoure le soleil. Un observateur humain se tenant sur Mars pourrait la voir. Cette coloration bleutée des crépuscules martiens est liée aux propriétés de diffusion particulières à la poussière martienne.
Durée du Crépuscule
Contrairement à la Terre, où le passage du jour à la nuit est relativement rapide, le crépuscule martien peut s’étendre sur une période étonnamment longue, parfois jusqu’à deux heures avant le lever ou après le coucher du soleil. Ces particules diffusent la lumière solaire vers le côté nocturne de la planète, créant ainsi cette période prolongée de lumière tamisée.
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L'Atmosphère Martienne: Clé de la Couleur Bleue
Contrairement à son nom, qui représente avant tout la couleur de son sol, la planète rouge ne subit pas des couchers de soleil rougeoyants comme on peut le voir sur Terre. La réponse réside dans l'atmosphère martienne, très différente de celle de la Terre.
Composition et densité
La densité du gaz atmosphérique martien est d’environ 1/80 de celle de la Terre. L'atmosphère de Mars est chargée de particules qui filtrent la lumière, en particulier les longueurs d'onde qui se rapprochent du rouge.
Diffusion de la lumière
Dans une étude de 2014, il a été constaté que la poussière martienne diffuse la lumière très différemment des molécules de gaz. Les molécules de gaz diffusent la lumière dans toutes les directions, tandis que la poussière la diffuse principalement dans une direction. De plus, les particules de poussière diffusent la lumière rouge à des angles beaucoup plus larges que la lumière bleue. Au coucher du soleil, la lumière de l'étoile suit un trajet dans l'atmosphère plus long qu'à la mi-journée, accentuant cet effet.
Perception visuelle
Lorsqu’on regarde le coucher de soleil martien, le disque du soleil apparaît blanc, car la lumière ne change pas de couleur lorsqu’elle passe dans l’atmosphère martienne. Une lueur bleuâtre entoure le soleil, et plus loin, le ciel commence à paraître rougeâtre.
Objectifs Scientifiques des Observations de Couchers de Soleil
L’équipe de la mission Mars Exploration Rover programme occasionnellement les rovers pour capturer des scènes de coucher de soleil et de crépuscule martiens. Ces observations ne sont pas simplement esthétiques mais répondent à des objectifs scientifiques précis. En analysant la couleur et la luminosité de la lueur crépusculaire, les chercheurs obtiennent des données précieuses sur les propriétés de l’atmosphère martienne, notamment sur la taille et la distribution des grains de poussière.
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Comparaison avec d'Autres Planètes
La couleur des couchers de soleil varie considérablement d'une planète à l'autre, en fonction de la composition de leur atmosphère.
Uranus et Titan
Sur Uranus, le coucher de soleil passe du bleu au turquoise. Sur Titan, l’une des lunes de Saturne, le ciel passe du jaune à l’orange au brun tandis que le soleil plonge sous l’horizon.
Le rôle de la diffusion de Rayleigh
Le mécanisme sélectif de diffusion provoqué par de petites molécules s’appelle la diffusion de Rayleigh. La diffusion de Rayleigh explique que les longueurs d’onde les plus petites sont les plus diffusées. C’est pourquoi le ciel apparaît majoritairement bleu en pleine journée. Mais au coucher du Soleil, les longueurs d’onde courtes sont majoritairement dispersées, laissant apparaître à notre vision les longueurs d’onde plus longues.
Atmosphères dominées par les gaz
Toute planète dont l’atmosphère est dominée par le gaz suivra un schéma similaire de couleurs de longueur d’onde plus longues, devenant dominantes au coucher du soleil. Cela crée un ciel bleu vif qui devient turquoise au coucher du soleil, car la lumière bleue est dispersée par rapport aux longueurs d’onde verdâtres plus longues.
Ingenuity et les Couchers de Soleil Martiens
L'hélicoptère Ingenuity, qui accompagne le rover Perseverance dans sa quête de vie sur Mars, a réalisé son 45e vol le 22 février dernier. Il a photographié à cette occasion un superbe coucher de Soleil à la teinte bleutée. Il est rare qu'Ingenuity parvienne à capturer une telle photo, car ses caméras sont situées sous les hélices et orientées vers la planète. Sur l'image partagée par la NASA, le soleil surplombe encore légèrement les montagnes martiennes et vient délicatement caresser une grande mer de sable. Ingenuity a largement dépassé le cadre de sa mission initiale et continue de survoler la planète rouge, accompagnant Perseverance et tenant désormais le rôle d'éclaireur.
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