Les aurores boréales, ou aurores boréales, offrent un spectacle envoûtant, dramatique et magique qui fascine tous ceux qui les voient – mais qu’est-ce qui cause ce phénomène naturel éblouissant?

Au centre de notre système solaire se trouve le soleil, l’étoile jaune qui soutient la vie sur notre planète. Les nombreux champs magnétiques du soleil se déforment et se tordent lorsque notre étoile parente tourne sur son axe. Lorsque ces champs sont noués ensemble, ils éclatent et créent ce qu’on appelle des taches solaires. Habituellement, ces taches solaires se produisent par paires; le plus grand peut avoir plusieurs fois la taille du diamètre de la Terre.

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Au centre du soleil, la température est de 27 millions de degrés Fahrenheit (15 millions de degrés Celsius). Lorsque la température à sa surface augmente et diminue, le soleil bout et bouillonne. Les particules s’échappent de l’étoile des régions de taches solaires à la surface, précipitant des particules de plasma, connues sous le nom de vent solaire, dans l’espace. Il faut environ 40 heures à ces vents pour atteindre la Terre. Quand ils le font, ils peuvent provoquer des manifestations dramatiques connues sous le nom d’aurores boréales.

Les aurores se produisent non seulement sur Terre, mais aussi sur d’autres mondes de notre système solaire (et peut-être aussi des exoplanètes). Les géantes gazeuses de notre système solaire (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune) ont chacune des atmosphères épaisses et de forts champs magnétiques, et chacune a des aurores — bien que ces aurores soient un peu différentes de celles de la Terre, étant donné qu’elles se forment dans des conditions différentes.

Vénus a une aurore générée par son champ magnétique étendu (une « queue magnétique »). Mars, qui a une atmosphère trop mince pour les aurores globales, connaît des aurores locales en raison des champs magnétiques dans la croûte. Le vaisseau spatial MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) de la NASA a également trouvé des aurores généralisées de l’hémisphère nord générées par des particules énergétiques frappant l’atmosphère martienne.

Taches solaires et cycles

Les taches solaires et les tempêtes solaires qui provoquent les plus magnifiques manifestations des aurores boréales se produisent environ tous les 11 ans. Le cycle solaire a culminé en 2013, mais il s’agissait du maximum solaire le plus faible en un siècle.

« Ce cycle solaire continue de se classer parmi les plus faibles jamais enregistrés », Ron Turner d’Analytic Services, Inc. qui est Conseiller scientifique principal du programme de Concepts avancés innovants de la NASA, a déclaré dans un communiqué.

Depuis que l’enregistrement du flux et reflux de l’activité du soleil a commencé en 1749, il y a eu 22 cycles complets. Les chercheurs surveillent les événements météorologiques spatiaux car ils ont le potentiel d’affecter les engins spatiaux en orbite, d’assommer les réseaux électriques et les infrastructures de communication sur Terre et d’amplifier les affichages normaux des lumières du nord et du sud. Les scientifiques étudient également comment les fluctuations de l’activité du soleil affectent le temps sur notre planète.

Particules et attraction polaire

La Terre est constamment bombardée de débris, de radiations et d’autres ondes magnétiques provenant de l’espace qui pourraient menacer l’avenir de la vie telle que nous la connaissons. La plupart du temps, le champ magnétique propre à la planète fait un excellent travail de déviation de ces rayons et particules potentiellement nocifs, y compris ceux du soleil.

Les particules rejetées par le soleil parcourent 93 millions de miles (environ 150 millions de km) vers la Terre avant d’être attirées irrésistiblement vers les pôles nord et sud magnétiques. Au fur et à mesure que les particules traversent le bouclier magnétique terrestre, elles se mêlent aux atomes et molécules d’oxygène, d’azote et d’autres éléments qui se traduisent par l’éblouissement des lumières dans le ciel.

Les aurores boréales de l’hémisphère Nord de la Terre sont appelées aurores boréales. Leur homologue du sud, qui illumine le ciel antarctique dans l’hémisphère Sud, est connu sous le nom d’aurora australis.

Qu’est-ce qui cause les couleurs ?

Les couleurs les plus souvent associées aux aurores boréales sont le rose, le vert, le jaune, le bleu, le violet et parfois l’orange et le blanc. En règle générale, lorsque les particules entrent en collision avec de l’oxygène, du jaune et du vert sont produits. Les interactions avec l’azote produisent des couleurs rouges, violettes et parfois bleues.

Le type de collision fait également une différence dans les couleurs qui apparaissent dans le ciel: l’azote atomique provoque des affichages bleus, tandis que l’azote moléculaire donne des résultats violets. Les couleurs sont également affectées par l’altitude. Les lumières vertes apparaissent généralement dans les zones allant jusqu’à 241 km de haut, rouges au-dessus de 150 miles; le bleu apparaît généralement jusqu’à 96,5 km; et le violet et le violet au-dessus de 60 miles.

Ces lumières peuvent se manifester comme une bande de lumière statique, ou, lorsque les éruptions solaires sont particulièrement fortes, comme un rideau de danse de couleur changeante.

Histoire des lumières aurorales

Pendant des millénaires, les lumières ont été la source de spéculation, de superstition et de crainte. Les peintures rupestres en France, qui dateraient de 30 000 ans, illustrent le phénomène naturel.

À une époque plus superstitieuse, les aurores boréales étaient considérées comme un signe avant-coureur de la guerre ou de la destruction, avant que les gens ne comprennent vraiment ce qui les cause. De nombreux philosophes, auteurs et astronomes classiques, dont Aristote, Descartes, Goethe et Halley, font référence aux aurores boréales dans leur travail.

Dès 1616, l’astronome Galileo Galilei utilisa le nom d’aurore boréale pour les décrire, prenant le nom de la mythique déesse romaine de l’aurore, Aurore, et le nom grec du vent du nord, Boreas.

Les aurores australes, ou aurores australes, se rencontrent autour de la région polaire sud. Mais, comme le Pôle Sud est encore plus inhospitalier que le Pôle Nord, il est souvent plus délicat de voir les aurores australes.

Où voir les lumières

Les meilleurs endroits pour voir les aurores boréales sont l’Alaska et le nord du Canada, mais visiter ces vastes étendues ouvertes n’est pas toujours facile. La Norvège, la Suède et la Finlande offrent également d’excellents points de vue. Pendant les périodes d’éruptions solaires particulièrement actives, les lumières peuvent être vues aussi loin au sud que le sommet de l’Écosse et même du nord de l’Angleterre.

En de rares occasions, les lumières sont vues plus au sud. Ils ont été observés pour la première fois par des colons européens en Nouvelle-Angleterre en 1791. Dans « Historical Storms of New England », publié en 1891, Sidney Perley a écrit: « Le 15 mai 1719, la plus belle et la plus brillante aurore boréale a été observée pour la première fois ici, dans la mesure où tout enregistrement ou tradition de cette période nous en informe, et il est dit qu’en Angleterre, elle n’a été remarquée que trois ans avant cette date. En décembre de la même année, l’aurore réapparut, et la population s’alarma grandement, ne la redoutant pas tant comme un moyen de destruction que comme un précurseur des incendies du dernier grand jour et un signe de dangers à venir. »

Quand voir les lumières

Les aurores boréales sont toujours présentes, mais l’hiver est généralement le meilleur moment pour les voir, en raison des niveaux plus faibles de pollution lumineuse et de l’air clair et net. Septembre, Octobre, Mars et avril sont parmi les meilleurs mois pour admirer les aurores boréales. Les lumières sont connues pour être plus lumineuses et plus actives jusqu’à deux jours après que l’activité des taches solaires soit à son maximum. Plusieurs agences, telles que la NASA et la National Oceanic and Atmospheric Administration, surveillent également l’activité solaire et émettent des alertes aurora lorsqu’elles devraient présenter un spectacle particulièrement impressionnant.

Rapports supplémentaires par Elizabeth Howell et Nola Taylor Redd, Space.com contributeurs