Aurore boréale

Description

Les aurores boréales forment une bande qui mesure normalement entre 500 et 1000 km. Au Canada, leur position moyenne à l’ouest se situe au-dessus de Yellowknife dans les Territoires du Nord-Ouest, et à l’est au-dessus de la Grande Rivière de la Baleine au Québec. Durant une activité intense, l’ovale peut s’étendre au sud jusqu’à Miami en Floride (août 1972), et même au-delà. La luminosité peut fluctuer violemment, en particulier aux alentours de minuit, heure locale, lorsque des moments d’activités explosives, appelées sous-orages, se déclenchent.

La couleur la plus courante des aurores boréales est le vert, mais on peut également voir des teintes de rose, de violet, de rouge, de jaune et de bleu. Souvent, les aurores boréales apparaissent comme une bande brumeuse de lumière verte dans le ciel. Au plus fort de l’activité, les bords peuvent s’affiner pour former un ruban plus clair et bouger ou « danser ». Les couleurs et les formes distinctes sont souvent plus faciles à voir en utilisant une photographie à longue exposition.

Cause

Les aurores boréales prennent naissance dans l’ionosphère, la haute atmosphère située de 100 à 300 km au-dessus de la surface de la Terre. Elles sont principalement causées par des électrons énergisés (de 1 à 20 kilo-électrons-volts) qui sont accélérés vers l’ionosphère à partir d’une région allant de 5000 à 20 000 km au-dessus de la surface terrestre. Ces électrons énergisés bombardent la haute atmosphère et « excitent » les particules constitutives de l’atmosphère. Lorsque ces particules reviennent à des états moins excités, elles émettent de la lumière. La lumière verte ou rouge provient de l’oxygène atomique excité, et la lumière pourpre provient de l’azote moléculaire excité.

Selon la théorie actuelle, l’énergie qui alimente les aurores boréales provient du vent solaire, un gaz composé principalement de protons et d’électrons qui s’échappent du Soleil à des vitesses supersoniques de 300 à 1000 km par seconde (voir Physique). Le champ magnétique solaire est intégré dans le gaz et il est entrainé par le vent dans l’espace interplanétaire. Le vent solaire interagit avec le champ magnétique de la Terre et il le déforme pour former la magnétosphère (c’est-à-dire la cavité en forme de comète, extrémité émoussée vers le soleil et creusée dans le milieu interplanétaire par le champ magnétique terrestre). Une région fissurée interrompt la magnétosphère près de chaque pôle. Une partie du plasma du vent solaire, ralenti et réchauffé par ses interactions avec la magnétosphère, entre dans la fissure et pénètre directement dans l’ionosphère, provoquant les aurores diurnes. Toutefois, la plupart des particules qui s’infiltrent dans la magnétosphère sont piégées derrière la Terre, et par des processus analogues à la convection, elles finissent par s’écouler de la Terre. Certaines de ces particules sont alors accélérées dans l’ionosphère nocturne, causant ainsi de brillantes aurores.

La quantité d’énergie qui s’infiltre dans la magnétosphère est régulée principalement par la force du champ magnétique interplanétaire et sa direction par rapport aux lignes du champ magnétique terrestre à la frontière extérieure de la magnétosphère. L’activité varie également en fonction de l’activité solaire, comme des taches solaires et des éruptions solaires.

Les aurores sont la partie visible de la dissipation d’énergie occasionnée qui est entrée dans la magnétosphère par le vent solaire. Cette énergie se dissipe également par chauffage ohmique (c’est-à-dire la chaleur générée par le passage d’un courant électrique dans une résistance). Ce processus implique des courants gigantesques, parfois supérieurs à un million d’ampères, qui traversent l’ionosphère résistive dans la région des aurores lumineuses. Ces courants créent des champs magnétiques qui peuvent fausser la direction des aiguilles de boussoles et provoquer des surtensions dans les lignes électriques, entrainant des coupures de courant.

Importance culturelle

Les aurores boréales revêtent une grande importance culturelle pour de nombreux peuples depuis des milliers d’années. Pour plusieurs d’entre eux, comme les Cris et les Inuits, les aurores boréales symbolisent les esprits qui dansent dans le ciel. Souvent, les aurores boréales représentent spécifiquement les esprits des ancêtres et un lien avec le monde des esprits, et elles doivent être traitées avec beaucoup de respect et de révérence. De nombreuses cultures autochtones incluent également les aurores boréales dans une variété de leurs traditions orales.

Récemment, des chercheurs canadiens ont placé un imageur ultraviolet à bord du satellite suédois Viking et ils ont réussi à obtenir une vue globale des aurores boréales.