Aurores : explications de ce phénomène naturel

Ejection de masse coronale (EMC) © NASA/SDO

Ejection de masse coronale (EMC) © NASA/SDO

 

Le soleil est à l'origine du phénomène des aurores polaires. Il est 109 fois plus grand que la terre. Son énergie provient de réactions de fusion thermonucléaire auto-entretenues produites en son cœur.

Tout comme la terre, le soleil produit son propre champ magnétique. C'est ce dernier qui serait à l'origine des éruptions solaires (lors de "reconnexions magnétiques" - voir lien en bas de page).
Telles des explosions à sa surface, ces éruptions projettent dans l'espace des nuages de matières fortement chargées en énergie. Ces nuages partent vers l'espace. Certains d'entre eux en direction de la terre. Ces éruptions sont appelées "éjection de masse coronale" (EMC), ou "coronal mass ejection" en anglais (CME) - voir lien en bas de page.

Comète Encke

Le 20 avril 2007, la comète Encke s'est vue arracher sa queue par une EMC (+ d'infos en suivant le lien en bas de page)

Leur vitesse de déplacement est variable. Il leur faut 2 à 3 jours pour parcourir les 150 millions de kilomètres séparant la terre du soleil. Lors d'intenses tempêtes solaires, ces nuages de matière n'ont mis que 18 heures pour nous atteindre. Lors de l'arrivée de ces nuages sur terre, cette matière est détournée par la magnétosphère (le champ magnétique de la terre). Tel un bouclier, c'est cette dernière qui nous protège du rayonnement solaire. Sans elle, pas de vie sur terre !

La magnétosphère est déformée par les vents solaires. Côté soleil elle est comprimée sur la terre, alors qu'à l'opposé, côté nuit, elle s'étire (la queue).

Ejection de matière en direction de la terre et son bouclier magnétique (pas à l'échelle) © NASA

Ejection de matière en direction de la terre et son bouclier magnétique (pas à l'échelle) © NASA

Les dernières hypothèses scientifiques proposent qu'au lieu de directement redescendre par les pôles via les cornets polaires (entonnoirs), la matière repoussée par la magnétosphère contournerait totalement la planète puis remonterait par la queue du bouclier pour ensuite passer par les cornets polaires. Ces cornets se trouvent autour des pôles magnétiques, et non aux pôles géographique (page dédiée plus loin). Les pôles magnétiques ne sont pas sur des pôles géographiques et leur axe se déplace au fil du temps.

Nuit du 17 mars 2015, plus plus grose activité solaire depuis 10 ans

Nuit du 17 mars 2015, plus plus grose activité solaire depuis 10 ans

Nous y arrivons... Quand la matière solaire redescend aux pôles vers la terre, elle se heurte à notre atmosphère. Et c'est là, chargées d'énergie, que les particules ionisent ou excitent les particules des différents gaz que l'on trouvent à différentes altitudes. C'est lors de cette ionisation ou excitation que des photons sont produits, illuminant le ciel. Hormis les aurores, les tempêtes solaires peuvent générer des problèmes : brouillage des radio-communications et systèmes GPS, endommagement de satellites, surtensions des réseaux électriques, irradiation des personnes placées dans un avion à haute altitude, etc.

  • Espace NOAAEntre 200 et 500 Km d'altitude, les électrons des vents solaires ionisent l'oxygène présent dans notre atmosphère, ce qui génère la couleur violette, voire rouge.
  • Entre 100 et 200 Km d'altitude, les électrons ionisent une couche plus dense d'oxygène, ce qui génère la classique couleur verte.
  • Entre 80 et 100 Km d'altitude, les électrons ionisent l'hydrogène et l'azote présents dans l'atmosphère, générant la couleur rose. Cette couleur est visible lors de vents solaires plus denses et/ou plus chargés en énergie. Elle plus rare à observer.
Aurores polaires depuis l'espace - 2016.01.20 - © NASA Scott Kelly

Aurores polaires depuis l'espace - 2016.01.20 - © NASA Scott Kelly

Les différentes formes et différents types d'aurores sont contraints par plusieurs critères : la taille du nuage de particules, sa densité, sa vitesse, la quantité d'énergie apportée, mais également par les lignes de forces du champ magnétique terrestre.

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Un peu de lecture

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