Tout savoir sur les aurores polaires: phénomènes, histoire, observation et technologies pour comprendre les lumières du ciel
Les aurores polaires constituent probablement l’un des plus impressionnant spectacle de la nature. Observées depuis longtemps par les peuples nordiques comme le relatent leurs légendes, ce phénomène naturel, observable depuis les hautes latitudes, n’a pas été étudié par les Grecs de l’Antiquité. Il faut attendre le 18ème siècle pour que des tentatives d’explication scientifique du phénomène soient proposées. La présence d’émissions aurorales autour du pôle nord magnétique suggère une relation avec le champ magnétique terrestre et un lien fut établi entre magnétisme terrestre et activité solaire. En 1879 H. Des observations réalisées par K. Birkeland en 1902 et 1903 au nord de la Norvège ont montré que des courants électriques circulant le long des lignes de champ magnétique pouvaient être à l’origine des aurores. Les phénomènes de luminescence et la déviation des faisceaux de particules par des champs électriques et magnétiques dans les tubes de Crookes ont renforcé ces premières hypothèses et ont initié des expériences de laboratoire à la fin du 19ème siècle. Au début du 20ème siècle, A. Kennelly et O. Heaviside ont postulé l’existence de l’ionosphère, couche supérieure ionisée et conductrice de l’atmosphère terrestre, pour expliquer les transmissions radio transatlantiques. Son existence fut établie et son altitude mesurée dans les années 1920 par l’envoi d’impulsions radio à incidence verticale, tandis que les émissions aurorales visibles ont été identifiées par spectroscopie par H. Babcock. J. Mac Lennan a montré par exemple que la raie jaune-verte à 557,7 nm est due à une transition métastable de l’oxygène atomique. Une autre transition métastable de l’oxygène atomique produit une raie rouge à environ 250 km d’altitude. Ces découvertes ont montré que ces raies étaient émises à des altitudes différentes, sous l’impact de particules plus ou moins pénétrantes dans la haute atmosphère. Pour expliquer les perturbations du champ magnétique au sol, S. Chapman suggère, en 1918, la présence d’un faisceau de particules chargées en provenance du Soleil et propose une compression des lignes de champ du dipôle terrestre côté jour. L’obstacle crée par la Terre devant ce faisceau y creuserait une cavité plus ou moins étendue en fonction de l’énergie des particules incidentes. L’écoute des signaux radio naturels dans les années 1920 et 1930 a montré l’existence de modes ``sifflements’’ qui semblaient provenir du proche environnement terrestre et L. Après la seconde guerre mondiale, l’utilisation de fusées va permettre l’étude in-situ de la haute atmosphère terrestre : nature des particules précipitées, énergie, flux, émissions visibles, UV, radio... L’altitude atteinte dans un premier temps permet l’exploration jusqu’à 100 km. Les recherches doivent permettre l’étude in-situ de l’environnement terrestre qui demeure totalement inconnu au-delà de l’ionosphère. C’est dans ce cadre qu’à lieu, en octobre 1957, le lancement du premier satellite artificiel Spoutnik 1 suivi quelques semaines plus tard par Explorer 1 équipé d’un compteur Geiger-Müller. Cet instrument a permis à J. L’existence du vent solaire a été confirmée par les premières sonde en route vers la Lune. Des sondes spatiales en orbite autour de la Terre (Explorer, OGO...) dans les années suivantes ont cartographié la magnétosphère terrestre et ont mis en évidence son interaction avec le vent solaire. L’influence de phénomènes actifs dans la queue de la magnétosphère sur les aurores polaires a été mise en évidence lors des phénomènes de sous-orages magnétosphériques. Des sondes spatiales sont allées explorer l’environnement des autres planètes du système solaire au cours des quatre dernières décennies du 20ème siècle. Mercure est dépourvue de toute atmosphère dense, et les émissions aurorales qui s’y produisent ne sont donc pas du même type que celles de la Terre. Dans les années 1950, l’observation de Jupiter dans le domaine radio a mis en évidence des émissions dont l’intensité était modulée par la position du satellite galiléen Io. Les sondes Pioneer 10 et 11, en survolant Jupiter en 1973 et 1974, confirmèrent la présence d’un champ magnétique intense crée par la planète. Mais c’est en 1979 et 1980 avec les survols des deux sondes Voyager 1 et 2, puis avec le satellite IUE en orbite terrestre que furent découvertes les aurores joviennes dans l’ultraviolet lointain. Des émissions aurorales dans l’infrarouge moyen (émissions thermiques des hydrocarbures et de l’hydrogène moléculaire de 8 à 17 mm) furent mises en évidence par des observations de Jupiter au sol à la même époque. Les autres planètes géantes, Saturne, Uranus et Neptune, visitées par Voyager 2, ont montré également la présence d’une magnétosphère active dans leur voisinage. Ce sont toutes des terres mystérieuses. Septentrionales. Perchées et glacées. Elles réchauffent de leur beauté polaire. Elles étourdissent de leur parfum givré, de leurs lumières apocalyptiques, de leurs champs fantastiques. Ces terres aux ciels nocturnes lumineux, ces poussières d’étoiles aux couleurs luminescentes voilent les cieux, mais s’offrent à ceux qui ont la chance ou le talent de les traquer, pour une unique secousse visuelle et une bise éternelle. Des foulards de toutes les couleurs flottent et s’animent dans le ciel, comme des vagues célestes stimulant notre imagination. Le ciel ne nous tombe pas sur la tête, il communique avec le soleil. Comme une relation hypnotique de l’univers avec la terre. L’aurore boréale est une sous-catégorie de l’aurore polaire, nom générique pour désigner à la fois l’aurore boréale (visible au pôle nord) et l’aurore australe (au pôle sud). Ce phénomènes naturel apparaît dans la voûte céleste aux extrémités les plus proches du pôle nord, tel un drapé nébuleux teinté de vert, de bleu, de jaune ou de violet. Vous assistez à un spectacle féerique : une nappe de couleurs danse avec grâce dans le ciel et se livre à de véritables arabesques atmosphériques. Le soleil ne fait pas qu’éclairer notre planète. Dans l’espace tout entier, il émet également des atomes et des particules comme les protons et les électrons. Il faut une tempête solaire pour que ces éléments magnétiques entrent en contact avec des atomes terrestres d’oxygène ou d’azote. La colère du soleil se manifeste par la pénétration de protons et autres électrons dans notre atmosphère. L’oxygène et l’azote terrestres, comme enfiévrés par cette rencontre inattendue, deviennent brusquement lumineux et génèrent des couleurs exceptionnelles. La couleur des aurores dépend du gaz avec lequel se frottent les particules stellaires. La teinte jaune/vert, la plus éclatante et la plus fréquente, est induite par des rencontres avec des atomes d’oxygène situés à environ 100 km d’altitude. Plus de 200 km plus haut, le rendez-vous, plus rare, donne lieu à l’émission d’une lumière rouge foncé. L'atmosphère terrestre est faite de différents atomes, comme l'oxygène ou l'azote, et ce sont ces atomes qui causent les couleurs si caractéristiques des aurores boréales. Même si la couleur la plus fréquente reste le vert, on peut également observer une lumière rouge. C’est lorsque le vent solaire heurte des millions d'atomes d'oxygène dans l'atmosphère terrestre, qu'ils émettent cette teinte verte ou rouge que nous pouvons observer du sol. En traversant l’Atlantique, on trouve des lieux réputés pour observer les aurores boréales, le plus souvent au nord du 60e parallèle. Et ce n’est pas un hasard : c’est au Canada que l’on situe l’ovale auroral, c’est-à-dire l’endroit où l’on voit le plus d’aurores boréales sur terre. Si le ciel veut bien se dégager, on est quasiment sûr de pouvoir observer l’une d’entre elles. Découvrez où voir des aurores boréales au Canada. Deux villes, Fairbanks et Nome, concentrent plus de 200 jours d’aurores par an ! La grande pureté de la nuit, vierge de toute pollution visuelle, donne l’occasion d’observer cette merveille du ciel. On se laisse envoûter par un spectacle quasi lunaire, au-dessus d’un volcan ou d’un glacier. Prendre simplement un vol pour Reykjavik, la destination la moins onéreuse et la plus facile d’accès pour qui veut faire le voyage auroral. Les excursions sont nombreuses sur place pour abandonner les lumières artificielles de la capitale et se retrouver dans la nuit islandaise la plus pure. Vers le nord, aux alentours du lac Mývatn, on assiste au déroulement du surprenant phénomène naturel. Un climat souvent plus doux en Norvège que dans les autres pays du grand froid et donc propice à l’observation des aurores boréales. Que ce soit dans les Lofoten, dans la région de Tromsø, au cap Nord ou à proximité, sur le plateau sami dans le Finnmark ou encore dans le Svalbard, vous aurez l’embarras du choix. Sinon, à quelques kilomètres du centre-ville de Tromsø, se trouve le magnifique lac de Prestvannet. Cette réserve naturelle dépourvue de toute lumière artificielle qui offre un lieu idéal pour observer les aurores boréales dans un cadre paisible, à 20 minutes à pied du centre-ville. C’est un rêve pour beaucoup. Se planquer dans le refuge du Père Noel et qui sait croiser un feu d’artifice dans le ciel du Grand Nord. Pour ceux qui ont la chance de « tomber » sur une aurore boréale, le souvenir est impissable. Mettez donc le cap en Laponie du Nord, les jaillissements lumineux des aurores se manifestent environ une nuit sur deux entre septembre et mars, sous réserve d’une météo clémente. En Finlande du Sud, le phénomène est visible dans la limite de 10 à 20 nuits par an. C’est au petit bonheur la chance. La période la plus propice pour observer une aurore boréale se situe souvent entre septembre et mars. Mais cela dépend aussi du pays. Même si parfois, il est possible de voir des aurores boréales dès la fin du mois d’août, et ce, jusqu’en avril. En voyageant en hiver, vous avez donc de fortes chances de pouvoir voir des aurores boréales. En général, les aurores boréales sont très actives peu avant minuit. Le grand froid étant corrélé à l’apparition du phénomène, on aurait tendance à penser que l’hiver est la meilleure saison pour l’observer. Comme le phénomène est visible de nuit, c’est logiquement au cœur de l’hiver que le crépuscule tombe le plus tôt et le soleil se lève le plus tard. Mais il y a d’autres saisons propices à l’observation. On recommande d’ailleurs de se rendre dans les pays propices entre le 21 septembre et le 21 mars. Mais pour savoir quand les aurores vont précisément se produire, c’est plus compliqué. Car leur apparition est corrélée à l’activité du soleil. L’institut géophysique d’Alaska propose des prévisions internationales pour déterminer la survenue de ces épisodes. L’organisme Astro Event Group peut aussi vous aider. Il n’y a pas d’accompagnement ou de règles d’observations particulières à prévoir. En sortant le soir, de préférence à la campagne, là où le ciel est le plus noir, vous maximiserez vos chances de les voir le plus nettement possible. Évitez cependant la ville dont les lumières diminuent le contraste des aurores de plus faible intensité. ? De plus en plus d’hébergements propose des "alertes" spéciales pour vous prévenir qu’une aurore va se produire. À la réception de l’hôtel, n’hésitez pas à faire part de votre volonté de les recevoir. Attention toutefois aux gros dormeurs ! ? Les aurores peuvent colorer le ciel pendant plusieurs minutes et même parfois pendant plusieurs heures. ? Suivez le calendrier lunaire. En période d’absence ou de formation de nouvelle lune, il y a moins de lumière dans le ciel et les oppositions de couleurs sont d’autant plus puissantes !
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