Les caractéristiques d'une aurore polaire
A) Les couleurs :
Lors de la collision entre les particules du vent solaire et des molécules qui composent l’atmosphère ( N2 et O2 principalement), il va y avoir ionisation, et excitation des particules atmosphériques. Selon l’énergie (la vitesse) initiale des électrons et protons d’origine solaire, ces collisions vont entraîner des excitations plus ou moins fortes.
Il y a trois différents états d’excitations soit une excitation électronique, rotationnelles, vibrationnelles.. Ces états d’excitations sont de très courte durée (quelque millionième de seconde à quelques dizaines de secondes, car les molécules ne restent pas longtemps en état d’excitation. Et c’est d’ailleurs pour retrouver un état «normal», stable que la molécule va émettre son surcroît d’énergie ,en lumière, c’est à dire en émettant un photon (qui est une particule lumineuse).
Pour généraliser , la manière dont brille une molécule va donc dépendre :
• de sa nature (oxygène , azote..)
• type d’excitation
• la charge de la molécule (neutre ,positive..)
• L’altitude (ce qui correspond à la vitesse avec laquelle la particule du vent solaire
vient percuter la molécule (plus la particule va percuter la molécule avec un vitesse
élevée, plus la molécule sera instable, et donc plus il y aura un excès d’énergie, donc
formation de différents types de protons.)
Molécules ou atomes majoritaires selon l’altitude et couleurs produites :
O (oxygène) 250Km Rouge
O (oxygène) 110 Km Vert
N2 (Diazote) 100 Km Mauve
N2 (Diazote)100-90 Km Jaune
N2 (Diazote) 90 Km Bleu
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%.
Les aurores ont différentes formes, qui sont imprévisibles, et très peu significatives aux yeux des
scientifiques, mais nous allons tout de même les citer .Ces formes vont dépendre de la dynamique du soleil et de son vent (il peut y avoir des interactions entre des flux solaires
plus rapides qui percuteront des flux solaires plus lents, ce qui va donc mener à des variations de formes des aurores. Mais il se peut également qu’une aurore reste figée, et ne
bouge pas du tout).
- La raie : correspond a des piliers, et a des traits verticaux.
- Les arcs et les draperie : ce sont des spirales qui ondulent de manière régulière, le longueur de l’arc peut atteindre 1000km.
- La couronne : des éclats de lumière qui vont dans toutes les directions.
- Le voile : recouvre une vaste et grande partie du ciel de manière uniforme.
- La tache : zone de luminosité aurorale faible, peut ressembler a des nuages.
Y a-t-il du bruit auroral ? Voici une question controversée au sujet des aurores polaires. Au cours des derniers siècles, aucune mesure instrumentale et objective de bruit audible n’a été faite, en dépit du fait qu’il y eu plusieurs tentatives avec des microphones extrêmement sensibles.
Les aurores polaires se produisent à partir des altitudes de 90 km et vers l’espace, alors il y a beaucoup de distance avec le sol terrestre. Des enregistrements de bruits anormaux ont été captés en Alaska et en Scandinavie par des spécialistes privés ou en provenance d’universités situés à ces endroits.
Les sons enregistrés ressemblent énormément aux crépitements qu’on entend sous les lignes de hautes tensions de transport d’électricité.
Témoignage : « Ce rideau géant aux couleurs multiples laisse quelques fois entendre le bruit d’une tenture de soie en mouvement : son à peine perceptible à l’attention d’un vivant » (extrait du livre de Joseph Baril, missionnaire depuis 1958 dans le nord de l’Ontario et du Québec, Mes aurores boréales, page 7).
Des observateurs disent avoir entendu des bruits d’arcs électriques, de léger grésillement lors des activités aurorales les plus fortes. Ces bruits apparaîtraient quand le champ électrique est d’au moins 1500 volts par mètre.
« Pour moi cela ne fait aucun doute j'ai entendu le bruit d'une aurore, Sans avoir lu au préalable la moindre description de ces sons et en total accord avec les témoignages innombrables convergeant, j'ai parfaitement entendu un bruit d'arcs électriques, de grésillements très légers simultanément à une aurore particulièrement active et brillante. »
L’indice Kp est une donnée importante pour déterminer la puissance des aurores boréales dans certains lieux géographiques.
L'activité géomagnétique est une estimation des effets de l'activité solaire sur le champ magnétique terrestre. Cette activité se mesure sous la forme d'un indice noté Kp, allant de 0 à 9. Lorsque l'indice Kp atteint ou dépasse 5, on parle d'orage géomagnétique. La visibilité des aurores polaires est liée à cet indice. Pour voir des aurores en France, il faut généralement que Kp atteigne 8 ou 9.
Kp=5 : tempête mineure, aurores polaires à 60° de latitude
Kp=6 : tempête modérée, aurores polaires à 50° de latitude et propagation des radio HF difficiles
Kp=7 : tempête forte, aurores à 30/40°, problème radio HF et tension dans les centrales électriques
Kp=8 : sévère, black-out radio, tension électrique du réseau instable
Kp=9 : extrême, le réseau électrique peut être coupé
La formation
des aurores polaires
Conclusion 