III Les aurores polaires

III Les aurores polaires

a) Des lieux et moments de prédilection

 À première vue, la tendance est de dire que le phénomène des aurores polaires se produit au niveau des nuages mais, en réalité, cela se produit dans l’atmosphère et haute atmosphère, de 90 km à 1000 km. La plupart des aurores polaires dans la zone aurorale se retrouvent entre 90 et 150 km. L’altitude moyenne est entre 100 et 120 km. Certains rayons verticaux rouges peuvent atteindre bien au-dessus de 500 km, soit 10X celle des routes aériennes ou des nuages les plus élevés. Vue de l’espace, l’aurore polaire a une forme mince et ovale, centrée sur les pôles nord et sud magnétiques. Cette zone d’ovale auroral représente les endroits sur la terre où les aurores polaires se produisent statistiquement le plus souvent. L’ovale ceinture ces secteurs et on peut les voir en temps réel grâce à la technologie moderne. La dimension de cette forme dépend de l’activité solaire : L’ovale auroral a une petite taille lorsque les vents solaires sont faibles , contrairement plus le vent solaire frappe le champ magnétique terrestre avec force et rafale, plus l’ovale devient large et plus il s’étend. La largeur normale de la bande varie entre 500 et 1000 km. L’ovale auroral de toutes les nuits est au-dessus des régions de haute latitude (Alaska, nord de la Scandinavie, Nunavik). En général, les aurores polaires sont très actives aux alentours de minuit. Des statistiques d’observation confirment les mois de septembre et mars comme les plus propices.

b) Des formes particulières

 Il est constaté que les aurores polaires se présentent en soirée dans une position calme et statique à l’horizon, habituellement sous la forme d’un long arc courbé. Quand elle s’activera et s’excitera, un spectacle intense d’une durée de près de 45 minutes commencera. Puis, elle retournera à sa position initiale et dans sa forme légendaire en arc. Une fois l’aurore observée, il est fort possible qu’une autre suive dans les heures d’après. Si l’activité solaire est forte, les latitudes moyennes et basses auront de bonnes manifestations pour les nuits à venir. Plusieurs formes aurorales peuvent être observée.

L'arc

L’arc : l’arc s’étend d’un bout à l’autre à l’horizon comme une simple courbe; la longueur d’un arc peut atteindre 1000 kilomètres alors que son épaisseur est inférieure à 5 kilomètres; c’est un modèle tranquille typique des périodes de basse activité solaire.

La bande

La bande : c’est un arc qui engendre le ciel d’est en ouest et des rayons verticaux se côtoient; la bande s’étendra à l’horizon et les rayons seront parallèles; elle présente des formes avec des replis flamboyants, avec des éclats de lumière à sa base de façon verticale, avec des luminosités uniformes et flous à son sommet; c’est un modèle auroral fréquent de périodes d’activités solaires moyennes à élevées.

Le rideau

Le rideau : le rideau présente des formes magnifiques; les largeurs et les longueurs des rayons complètent une grande partie du ciel dans des vagues d’ondulations et de formes spirales, l’intensité de la lumière change souvent; c’est un modèle d’activité solaire forte.

La couronne

La couronne : la couronne présente des sommets   avec une base de croisement, elle est au zénith et ouvre dans toutes les directions; de multiples possibilités de formes comme des faisceaux rejetés dans toutes les directions; la couronne a des mouvements et des variations très rapides; formes reliées à des périodes d’activité solaire élevées.

Pilier-rayon

Pilier-rayon : les piliers sont des traits de lumières brillantes suspendus de façon verticale qui s’alignent; les variations se produisent rapidement; la longueur des rayons peut être de plusieurs centaines de kilomètres; modèle actif durant les périodes d’activité solaire élevées.

Le voile

Le voile : le voile recouvre une vaste région de luminosité uniforme qui couvre la majeure partie ou en entier du ciel; les couleurs sont brillantes et chatoyantes, possiblement la forme la plus spectaculaire; modèle actif durant les périodes d’activité solaire élevées.

La tache

La tache : la tache est une zone de luminosité de faible étendue, ayant la forme ressemblant à un petit nuage isolé.

Le miroir

Le miroir : le miroir n’est pas une forme répertoriée mais plutôt un tableau recherché; les reflets des aurores boréales sur les eaux sont remarquables et spectaculaire

c) Les couleurs des aurores boréales

La magie impressionnante des aurores polaires est indéniablement due aux couleurs de celles-ci dans la nuit. Pourtant, les couleurs visibles ne constituent qu’une petite partie de l’aurore car il y a seulement un faible pourcentage de l’énergie globale qui se manifeste sous la forme de lumière visible. Les couleurs sont le résultat de contacts chimiques dans l’atmosphère et la haute atmosphère terrestre. Ces collisions impliquent l’arrivée des particules solaires par le vent solaire. Ces protons, électrons et ions vont heurter l’azote, l’oxygène et l’hydrogène présentes.

L’altitude, la vitesse d’arrivée et l’excitation des éléments en cause ont un impact dans les résultats observés. Les aurores polaires sont donc des lumières de collisions, des impacts qui transféreront  l’énergie présente.

Il y a 3 couleurs importantes de base et près de 25 couleurs différentes seront atteintes. Le vert est la couleur la plus basse à des hauteurs de 90 à 200 km, le rouge au dessus à des hauteurs de 200 km et plus, puis le bleu à des hauteurs impressionnantes à des altitudes maximales. Les couleurs des aurores polaires aperçues sont situées à des altitudes de 90 à 150 km. La couleur blanche est synonyme d’intensité et de puissance. La couleur verte est vraiment celle la plus populaire et la plus vue car elle a la plus grande densité et est la plus basse. Scientifiquement, les couleurs sont démystifiées et répertoriées, comme par exemple des molécules d’oxygène heurtées par des protons et électrons à une altitude de 200 km et plus donneront la couleur rouge.

Les endroits de moyenne et de basse latitude aperçoivent les aurores polaires à distance. À cause de la faible luminosité des aurores, comparable aux étoiles, elles sont présentes le jour mais ne pourront être observées que la nuit. Nos yeux perçoivent les couleurs à 75%, mais heureusement les pellicules photos et les appareils numériques nous donnent des résultats de près de 100%.