Les aurores boréales et australes


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Par Valentin Gallouedec, le 25/03/2012 dans Terre | 143433 | 0 |
Les aurores polaires illuminent parfois le ciel des régions situées près des pôles terrestres. Sous forme de trainées, d'arcs, de draperies aux couleurs changeantes, elles fascinent l'homme depuis des milliers d'années.



Les aurores polaires (ou aurores magnétiques) sont de magnifiques phénomènes qu'il est possible d'observer dans les régions les plus proches des pôles. On parle d'aurores boréales lorsqu'elles apparaissent au Nord et d'aurores australes lorsqu'on les observe au Sud.

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Aurore de type couronne vue depuis l'espace


Histoire des aurores


Les aurores polaires sont observées depuis des milliers d'années par l'Homme, mais il fallu un temps considérable pour que celui-ci comprenne quelle était leur véritable nature.

Les aurores à l'Antiquité


Déjà à l'Antiquité on observait des aurores boréales. Des figures très célèbres de l'Antiquité grec et latine nous ont léguées des descriptions d'un réalisme et d'une précision sans égale. On notera ainsi Hippocrate, Aristote, Pline le Jeune ou encore Sénèque. Dans son ouvrage Météorologie, AristoteIl est l'un des plus grands savants et philosophes grecs de l'Antiquité. identifie les phénomènes auroraux aux flammes de l'ether et les compare à « des déchirures du ciel nocturne derrière lesquelles on voit des flammes ». Plus tard, c'est au tour de Sénèque de décrire les aurores comme « un grouffre par lequel le ciel entrouvert semble vomir des flammes ». On le voit, les aurores boréales ont beaucoup impressionné les anciens, au point que ceux-ci leur ont souvent attribué des signes de mauvais présages.

Les aurores à la Renaissance


Les premières analyses scientifiques des aurores polaires remontent à la Renaissance. C'est à cette époque qu'on oublie leur caractère néfaste et qu'on commence à les étudier. Galilée sera ainsi le premier à leur attribuer en 1619 le nom « d'aurore boréale ». Quelques années plus tard, le mathématicien et astronome français Pierre Gassendi décrit très précisément l'aurore exceptionelle du 12 septembre 1691.

Un grand nombre d'éminents scientifiques depuis la Renaissance ont consacré une partie de leurs travaux à l'étude des aurores : Edmund Halley, Leonhard Euler, Michael Maier etc...

Les aurores à l'époque moderne


La première aurore australe est observée le 17 février 1773 par James Cook, confirmant que les aurores sont des phénomènes communs aux deux pôles. Des expéditions menées plus tard en Antarctique permettront de montrer que les aurores se produisent de façon simultanée au Nord et au Sud. Il faudra toutefois attendre les progrès de l'aérospatiale et de la spectroscopie pour comprendre la nature réelle des aurores polaires.

De nos jours, les scientifiques ont compris comment et pourquoi ces phénomènes se formaient. Certaines expériences ont même été réalisées pour recréer artificiellement des aurores.

La formation des aurores


Depuis, quelques dizaines d'années, on sait comment se forment les aurores. Explications.

Sur Terre


Lors d'une éruption solaire, des particules chargées électriquement sont émises en grande quantité, c'est ce qu'on appelle le vent solaire. Le rôle du champ magnétique terrestre est de dévier ces particuleComposant de la matière inférieur à la taille d'un atome. Les neutrons, protons et électrons sont des particules.s dangereuses pour la vie. Mais il arrive qu'elles réussissent à pénétrer dans l'atmosphère, à l'endroit où les lignes du champ magnétique se réjoignent au sol, ce ce qu'on appelle les "cornets polaires". C'est là que voit apparaître des aurores boréales ou australes.

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Représentation schématisée du champ magnétique terrestre. Les points où les lignes se rejoignent s'appellent les
cornets polaires. C'est par là que pénètrent les particules chargées électriquement.



Plus précisément, lorsqu'une particule chargée électriquement pénètre dans l'atmosphère, elle va rentrer en colision avec un atomeC'est la plus petite partie de la matière. Il est constitué d'un noyau autour duquel tournent des électrons. de gaz (l'oxygène par exemple) qu'elle va exciter, ou ionAtome ou molécule chargé électriquement suite à une excès ou a un manque d'électrons.iser (arracher un électron). Lorsque l'atome revient à son état normal, il émettra de la lumière dont la couleur dépendra de son son état d'excitation et de sa nature. Ce phénomène d'excitation et d'ionisation se produit dans la thermosphère (entre 75km et 500 km).

Les deux principaux gaz qui interviennent dans la formation des aurores sont l'azote et l'oxygène. En basse altitude, l'azote a une couleur bleu-vert, alors que l'oxygène a une couleur verte. En haute altitude, l'azote prend une teinte violette - l'oxygène tire au rouge vif.

La forme des aurores varie énormément, sans qu'on puisse vraiment expliquer pourquoi. Elles peuvent être des lueurs verdâtres, des grands arcs, des rideaux ou plus impressionnant encore, des couronnes.

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Aurore boréale, prise au lac glaciaire Jökulsárlón, en Islande. Crédit : Stéphane Vetter



Plus le Soleil est actif, plus les aurores magnétiques (ou polaires) sont impresionnantes. La beauté des aurores varie en fonction des cycles solaires, d'une durée de 11 ans environ. Un cycle solaire est une période, pendant laquelle s'alterne une période de faible activité (peu de tâches, peu d'éruptions) et une période d'activité intense (beaucoup de tâches et d'éruptions).

Sur les autres planètes


Les aurores ne sont pas des phénomènes propres à la Terre. Toutes les planètes possédant un champ magnétique bipolaire peuvent faire apparaître des aurores. Hubble a ainsi saisi des images d'aurores sur Jupiter et Saturne. Mais d'autres phénomènes que le vent solaire peuvent être à l'origine des aurores. Sur Jupiter, par exemple, l'ovale auroral principal est une conséquence de la "rupture de co-rotation" du plasma : le champ magnétique de la planète entraîne normalement le plasma avec lui, mais, à partir d'une certaine distance, la vitesse à communiquer au plasma devient trop grande et celui-ci ne suit plus. Cela crée un courant électrique à l'origine de l'ovale auroral.

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Photo d'une aurore boréale sur Jupiter



Classification des aurores


Dès le début, les scientifiques ont vu apparaître le besoin de créer une classification des aurores prenant en compte leur étendue et leur intensité. Les variations rapides de forme et d'intensité ainsi que la mouvance caractéristique des aurores lors du maximum d'activité ont rendu difficile la définition d'un cadre strict. Toutefois, aujourd'hui, on reconnait deux types principaux d'aurores : les formes diffuses et les formes discrètes.

Les formes diffuses


Les formes diffuses sont les tâches, les lueurs et les voiles qui occupent une grande zone dans l'atmosphère, tant en latitude qu'en longitude, c'est à dire sur plusieurs milliers de kilomètres. Elles ont dans l'ensemble une luminosité uniforme, mais avec des contours plutôt flous. On les observe principalement entre minuit et deux heures du matin. Ces aurores polaires sont dites quiescentes.

Les formes discrètes


Dans les formes discrètes, on trouve les bandes et les arcs (draperies et couronnes). Celles-ci s'étendent sur une distance considérable en longitude mais en latitude, elles sont plutôt fines (un à dix kilomètres). On peut les observer entre 22h00 et 01h00 du matin. Les aurores de forme discrète sont homogènes, ou rayées selon des lignes suivant le champ magnétique terrestre, leur donnant un aspect de feuillets lumineux.

Observer une aurore polaire


La période la plus propice à l'obervation d'aurore polaire s'étend d'octobre à mars, lorsque le ciel est bien découvert et la nuit bien noire. Les premières aurores apparaissent en général vers 22h00, et on peut espérer en observer jusqu'à 3h00 du matin.

Pour avoir une chance d'en voir, mieux vaut se rapprocher des pôles terrestres. Au Nord, l'Alaska, l'Islande, le Nord du Canada et des pays scandinaves sont des lieux très propices à l'apparition du d'aurores polaires.

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Splendide aurore boréale photographiée en Alaska



Il est bon de savoir qu'une aurore a une durée de vie très variable, sans qu'on puisse prédire combien de temps elle va rester visible. Les plus rapides disparaissent au bout de quelques minutes, mais certaines peuvent briller pendant plusieurs heures. Les plus impressionnantes apparaissent lors du maximum du cycle d'activité du Soleil (période de onze ans).

Avant d'en observer, il faudra s'assurer être éloigné de toute source de pollution lumineuse, comme les villes ou les lampadaires. Il est également préférable d'observer lors des nuits sans Lune (la Lune étant une source de pollution lumineuse). Enfin, les plus gros ennemis des aurores sont les nuages. Si le ciel est couvert, vous n'aurez aucune chance d'en observer, et de pouvoir en apprécier pleinement leurs couleurs.

La photographie d'aurore


Photographier une aurore polaire est moins dur que de photographier une nébuleuse ou une galaxie. Il faut toutefois savoir comment s'y prendre, sinon on risque d'avoir des photos sans intérêt. Pour commencer, il faudra vous équiper d'un appareil photo permettant la pose longue ainsi que d'un pied, indispensable pour ce type de prise. Un grand angle permettra d'obtenir de beaux paysages sur le fond de vos photos, dans le cas contraire, vous n'aurez sûrement pas suffisament de recul. Pensez à faire la mise au point manuellement avant la prise, le mode auto-focus (AF) ne pourra pas le faire tout seul. Une fois fait, vous n'aurez plus à vous en soucier, vérifiez toutefois que celui-ci n'a pas bougé avant de commencer. En fonction de l'intensité (luminosité) de l'aurore, vous aurez à déterminer un temps de pose compris entre 10 et 40 secondes. Au delà, vous risquez de rater votre photo - les aurores bougent dans le ciel. Enfin, régler la sensibilité autour de 800 ISO.

Tous ces conseils sont des pistes pour vous aider à trouver la bonne configuration. Les aurores boréales et australes changent constamment, il n'y a donc pas de configuration "parfaite".

Légendes associées aux aurores


Depuis des milliers d'années, les hommes ont associé des légendes et des mythes aux aurores polaires. Ces croyances sont très différentes selon les peuples. En Europe, par exemple, lorsque les aurores apparaissaient, elles avaient une teinte rouge, qu'on a rapidement associé au sang, et donc à la guerre, synonyme de mauvais présage.
Certains peuples n'y voyaient pas du tout ce côté néfaste. C'est le cas des shamans inuits du Canada qui prétendaient pouvoir y effectuer des voyages leur permettant d'entrer en contact avec les dieux.

Albums photos sur les aurores polaires



Comment se forme une aurore polaire ? C'est le Soleil qui est responsable de l'apparition des aurores polaires. Le flux de particules qu'il émet, plus ou moins intense en fonction des périodes vient frapper la Terre, et exciter les atomes d'oxygène et d'azote. C'est en revenant à leur état normal que les atomes vont émettre de la lumière. On sait que l'oxygène émet une lueur verte ou rouge, et l'azote une couleur bleue ou violette. Une aurore apparaît. Elle est d'autant plus intense que le Soleil est actif.

Comment observer une aurore boréale ? Pour observer une aurore boréale, il faut se rendre dans les parties les plus au Nord du globe (Alaska, Groënland, Canada, pays scandinaves). Là-bas, les aurores apparaissent très fréquemment. Dans certains villages, on compte presque 200 nuits par an avec une aurore. Pensez à vous éloigner de la pollution lumineuse. Restez patient, certaines aurores ne durent que quelques minutes, d'autres tiennent jusqu'à plusieurs heures !

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