Il est très difficile de trouver de l'oxygène atomique dans l'atmosphère martienne, ce qui explique pourquoi cela fait 40 ans depuis sa dernière détection. Dans les années 1970, les missions Viking et Mariner de la NASA ont détecté de l'oxygène atmosphérique martien, et maintenant, l'Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge (SOFIA) a détecté de l'oxygène atomique dans la partie supérieure de l'atmosphère martienne appelée la mésosphère.
SOFIA est un Boeing 747 spécialement modifié qui porte un télescope de 100 pouces. Il vole à des altitudes comprises entre 37 000 et 45 000 pieds, ce qui le place au-dessus de la plupart de l'humidité de l'atmosphère terrestre. Cette humidité bloquerait autrement le rayonnement infrarouge que SOFIA «voit».
«L'oxygène atomique dans l'atmosphère martienne est notoirement difficile à mesurer», a déclaré Pamela Marcum, scientifique du projet SOFIA. "Pour observer les longueurs d'onde infrarouges lointains nécessaires à la détection de l'oxygène atomique, les chercheurs doivent être au-dessus de la majorité de l'atmosphère terrestre et utiliser des instruments très sensibles, en l'occurrence un spectromètre. SOFIA offre les deux capacités. »
Un détecteur spécial à bord de SOFIA, le récepteur allemand pour l'astronomie aux fréquences térahertz (GREAT), a permis aux chercheurs de distinguer l'oxygène atmosphérique martien de l'oxygène terrestre. SOFIA-GREAT n'a détecté que la moitié de la quantité d'oxygène que les scientifiques s'attendaient à trouver, ce qui est probablement dû aux changements et aux variations de l'atmosphère. Ces résultats ont été publiés dans un article de 2015 dans Astronomie et astrophysique.
L'oxygène atomique a un effet important sur l'atmosphère de Mars car il affecte la façon dont les autres gaz s'échappent de l'atmosphère. Son extrême volatilité signifie qu'il se lie très facilement aux molécules voisines; l'oxygène se combinera avec presque tous les éléments chimiques, à l'exception des gaz nobles.
SOFIA est le plus grand observatoire aéroporté au monde et est un projet conjoint entre la NASA et le Centre aérospatial allemand. SOFIA a un calendrier de mission de 20 ans. Les chercheurs continueront à utiliser SOFIA pour étudier l'atmosphère martienne, afin de mieux comprendre les variations de la teneur en oxygène.
SOFIA n’est pas la seule mission qui ait les yeux sur l’atmosphère de Mars. Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) de la NASA a été lancé en 2013 pour explorer la haute atmosphère de Mars et comment elle est affectée par le vent solaire. On pensait que l'atmosphère de Mars était beaucoup plus épaisse dans le passé et a été éliminée au fil du temps. L'oxygène atomique a joué un rôle dans l'atmosphère qui s'échappait de Mars dans le passé, et jouera sans aucun doute un rôle à l'avenir. SOFIA et d'autres missions comme MAVEN devraient, nous l'espérons, faire la lumière sur les atmosphères passées et futures de Mars.
