Connu sous le nom d’aurore boréale dans l’hémisphère nord et celui d’aurore australe dans l’hémisphère sud, ce phénomène lumineux qui passionne l’être humain depuis la nuit des temps n’existerait pas sans l’étoile de notre système solaire : le Soleil. Décryptage avec Jean Lilensten, astronome et planétologue français.
Ces lumières que nous admirons sont causées par des particules chargées électriquement, venant de l’espace et qui pénètrent dans l’atmosphère à grande vitesse. Ce sont des électrons provenant du soleil.
Le Soleil est une boule de plasma. Les atomes d’hydrogène qui le compose sont si énergétiques que leurs électrons sont libres. Ce bouillon d’électrons en mouvement, c’est ce que l’on appelle le plasma. Le Soleil n’est autre qu’une soupe d’atomes baignant dans leurs électrons. La pression, tellement grande, provoque ainsi continuellement des fusions nucléaires. Sur la surface du Soleil, ce bouillonnement constant rejette de la matière, et ces éjectas s’évaporent dans l’espace : c’est ce qu’on appelle le vent solaire.
« Le vent solaire, il y en a tout le temps. Les aurores boréales sont donc là en permanence, nous ne sommes simplement pas capables de les voir. »
Jean Lilensten
Le vent solaire est composé de protons et d’électrons. La Terre a un champ magnétique interne et attire de l’électricité venue du soleil. Créant un champ magnétique en se déplaçant, – un électron qui ne bouge pas, produit autour de lui un champ électrique. Un électron qui bouge, produit, lui, un champ magnétique – une grande partie est repoussée par la terre comme un aimant. Ne pouvant pas rentrer dans l’atmosphère, ils la contournent et vont créer une cavité dynamique que l’on appelle la magnétosphère. Côté jour sa taille est d’environ 10 rayons terrestre contre une trentaine côté nuit. Sur les flancs, la magnétosphère peut mesurer jusqu’à 8 rayons terrestre
Cette énergie solaire rentre dans l’atmosphère et heurte l’air à haute altitude. La collision produit une énergie rendue sous forme de lumière : c’est l’aurore boréale.
Vrai ou faux : les aurores sont comme sur les photos ?
Faux. Presque toutes les photos sont faussées. Les appareils photos sont plus sensibles que nos yeux à la lumière : ainsi, en faisant durer la capture plusieurs secondes, les couleurs ressortent plus. Si bien que tous ces verts et tous ces rouges que l’on voit sur les photos, n’existent pas. Les aurores sont si peu lumineuses que l’on voit les étoiles au travers. Il serait par exemple impossible de lire sous une aurore boréale.
Des aurores de différentes couleurs
L’atmosphère est composée de diazote et de dioxygène. Plus l’on gagne en altitude, plus le mélange des deux gaz qui composent notre air se modifie. Tous les 16 km, la quantité des gaz formant l’air est diminuée par 10, jusqu’à ne trouver plus que de l’oxygène à une altitude de 100 km. C’est la définition légale de l’espace.
Si les électrons du vent solaire arrivent lentement, ils sont arrêtés au-dessus de 200 km d’altitude en heurtant des atomes d’oxygène. L’aurore boréale sera rouge. Si le vent solaire arrive un peu plus vite, il va descendre un peu plus bas, et heurter du dioxygène autour de 100 km d’altitude, obtenant ainsi une couleur verte. Si des bouffées de particules arrivent rapidement, l’électron descend plus bas et va rencontrer du diazote. On obtiendra du mauve, rose, jaune ou blanc, des couleurs beaucoup plus rares à observer.
On peut apercevoir des aurores boréales principalement dans les zones proches des pôles magnétiques, entre 65° et 75° de latitude. Les pôles agissent alors comme de puissants aimants, qui attirent les particules solaires. Au nord de la Norvège, de la Suède et de la Finlande, en Laponie, en Islande… Ces spectacles peuvent s’observer de 18h jusqu’à 1h du matin.
« Quand on voit une aurore, selon la couleur que l’on obtient, on connaît la vitesse initiale des électrons qui entrent dans l’atmosphère. Et donc ça nous raconte déjà des choses sur le soleil, c’est quand même fascinant. »
Jean Lilensten
