LESIA - Observatoire de Paris

Sur les autres planètes du système solaire

jeudi 22 janvier 2009, par Renée Prangé et Laurent Pallier

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 Terre

Nature des aurores polaires

Quel est le lien entre les aurores et les sous-orages magnétiques ? Les sous-orages magnétiques sont de brutales reconfigurations de la forme de lignes de champ magnétique dans la queue de la magnétosphère. Avant cette reconfiguration, la queue de la magnétosphère accumule des particules provenant du vent solaire (une faible proportion d’entre elles, puisque la majorité sont repoussées par le champ magnétique terrestre). Ce processus d’accumulation dure typiquement deux ou trois heures. Le plasma (ce mélange de particules chargées électriquement) en s’accumulant crée un système de courants électriques, qui eux même étirent de plus en plus le champ magnétique de la queue de la magnétosphère… jusqu’à une sorte de point de rupture. Lors de la rupture (qu’on appelle le déclenchement du sous-orage –substorm breakup en anglais), une grande partie de l’énergie qui a permis d’étirer la queue de la magnétosphère (de l’énergie magnétique) est libérée, transmise aux particules, en les accélérant. Des particules partent alors à grande vitesse, le long des lignes de champ magnétique, soit vers l’espace, soit vers la Terre (ou plus généralement vers la planète). Les particules ainsi précipitées vers la planète sont à l’origine des aurores polaires. Pour faire le lien avec les paragraphes précédent, récapitulons : si l’angle entre la vitesse des particules chassées de la queue vers la planète et le champ magnétique est assez faible, les particules ont des points miroir situés dans la haute atmosphère. Elles y pénètrent, entrent en collision avec les atomes et molécules qui s’y trouvent. Elle leur transfèrent alors leur énergie (l’énergie cinétique, liée à la vitesse). Les atomes et molécules de la haute atmosphère ré-émettent cette énergie sous forme lumineuse : c’est la lumière des aurores polaires. On voit sur la photographie prise depuis le Québec la lumière verte produite par de l’azote moléculaire et de l’oxygène atomique. D’autre couleurs sont observables comme le rouge pour l’oxygène atomique, le pourpre et le bleu pour l’ion azote moléculaire... Les aurores polaires sont fréquemment visibles aux hautes latitudes sur Terre, mais dans certaines conditions, liées à l’activité du Soleil, on peut en observer sous nos latitudes comme le montrent les photos réalisées dans la région de Rouen.

Aurore du 16 Avril 1999, prise à Cap Rouge (Québec) par Philippe (...)
Aurore du 16 Avril 1999, prise à Cap Rouge (Québec) par Philippe Moussette.

Aurore du 28 Octobre 2001, prise à Cap Rouge (Québec) par Philippe (...)
Aurore du 28 Octobre 2001, prise à Cap Rouge (Québec) par Philippe Moussette.


Les émissions aurorales se font également à des longueurs d’onde non visibles pour nos yeux, dans l’ultraviolet (UV) essentiellement. Dans ce dernier cas, on ne peut les observer que depuis l’espace car les UV sont absorbés par l’atmosphère terrestre (voir les trois images sur la page d’accueil de cette rubrique).

Aurore du 28 Octobre 2001, prise à Cap Rouge (Québec) par Philippe (...)
Aurore du 28 Octobre 2001, prise à Cap Rouge (Québec) par Philippe Moussette.

Aurore du 28 Octobre 2001, prise à Cap Rouge (Québec) par Philippe (...)
Aurore du 28 Octobre 2001, prise à Cap Rouge (Québec) par Philippe Moussette.