LESIA - Observatoire de Paris

Présentation générale des aurores polaires

jeudi 22 janvier 2009, par Renée Prangé et Laurent Pallier

 Un phénomène rare à nos latitudes

Les aurores brillantes se développent le long d’une région ovale entourant les pôles magnétiques de la Terre. Trop près des pôles (comme au Spitzberg), on en voit rarement. Trop loin (comme en France), c’est encore plus rare. Le lieu idéal est compris entre 65 et 75 degrés de latitude magnétique, sachant que le pôle magnétique est situé au nord du Groenland : au Canada, dans le Nord de la Scandinavie, le Nord de la Sibérie, pour les aurores boréales.

Aurore du 6 Avril 2000 dans la région de Rouen.
Aurore du 6 Avril 2000 dans la région de Rouen.

Image de Jean-Christophe Dalouzy

On sait depuis la fin des années 1950 que le Soleil souffle en permanence un gaz ionisé chaud. Ce gaz, peu dense, se propage en ligne droite, depuis le Soleil, à une vitesse qui peut atteindre 800 km/s. La Terre quant à elle est entourée d’un champ magnétique. La rencontre du champ magnétique terrestre et du vent solaire engendre une structure, la magnétosphère (qu’on peut décrire en termes de déformation du champ magnétique terrestre, ou bien comme une sorte de vaste circuit électrique).

Des phénomènes sporadiques, assez communs néanmoins, lui sont associés, ce sont les sous-orages magnétosphériques. Les sous-orages sont à l’origine des aurores boréales et australes. Un sous-orage dure typiquement deux ou trois heures. Il s’en produit presque toutes les nuits, bien souvent plusieurs fois en une seule nuit. Il arrive que le Soleil éjecte sporadiquement plus de gaz. Si une bouffée de vent plus fort (on parle d’éjection de masse coronale) part en direction de la Terre, elle l’atteint au bout de deux ou trois jours, et agit comme une sorte de « tempête ». On appelle cela un orage magnétique. C’est un phénomène plus rare et plus long que les sous-orages. (Attentions aux nomenclatures trompeuses : des sous-orages se produisent même quand il n’y a pas d’orage).

Au cours d’un orage, la pression qu’exerce le vent solaire sur les lignes de champ magnétique provoque une diminution de la taille de la magnétosphère, rend celle-ci plus instable, et favorise le déclenchement de sous-orages plus intenses que d’habitude. Dans ce cas, certaines structures de la magnétosphère (comme l’anneau de courant équatorial) se rapprochent de la Terre. Ces structures se projettent, en suivant la direction des lignes de champ magnétique, à des latitudes plus basses. Or, les lignes de champs jouent un rôle capital dans le déclenchement des aurores, en connectant à l’ionosphère des régions habituellement éloignées dans la magnétosphère. Lors des orages, on voit alors des aurores boréales et australes à de plus basses latitudes. On en a vu en 2000 et en 2003 en France, on peut en voir plus au sud comme au Maroc en 1937.

Les aurores polaires ne se produisent pas que sur Terre. On en a observé sur toutes les planètes du systèmes solaire ayant un champ magnétique propre, et une atmosphère. La zone d’influence du champ magnétique planétaire est une région assez nettement délimitée, c’est la magnétosphère. C’est dans les magnétosphères que se produisent les mécanismes à l’origine des aurores polaires.

Aurore du 11 Avril 2001 dans la région de Rouen.
Aurore du 11 Avril 2001 dans la région de Rouen.

Image de Jean-Christophe Dalouzy