LES AURORES POLAIRES - Etat des aurores

        Les particules solaires arrivent donc dans l’atmosphère terrestre. Comme nous l’avons vu, les aurores polaires peuvent être observées simultanément aux deux pôles, du fait du cheminement des particules. 

        On voit très rarement des aurores à des latitudes de moins de 50° : cela se produit uniquement lors de la période d'activité maximale du Soleil du cycle de 11 ans, lors des éruptions solaires les plus importantes. Elles sont plus généralement visibles à des latitudes entre 65° et 75°. 

        On peut donc constater que les aurores diffèrent en deux points : la couleur et la forme.


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  • - Les différentes couleurs des aurores dépendent d’une réaction des atomes lors de leur entrée dans l’atmosphère.
  • - Les formes résultent du trajet que suivent les particules à travers les lignes de champ magnétique terrestre. 

 

 

  1.    Les couleurs 

        Le plasma solaire, composé principalement d’électrons, entre alors dans les cornets polaires et percute violemment les particules de gaz présentes dans l'ionosphère en raison de sa grande vitesse. Les atomes concernés sont notamment l’azote et l’oxygène.

        Ce choc entre les électrons du vent solaire et les atomes de l’atmosphère oblige les électrons des couches internes des atomes à migrer vers les couches externes. C'est un changement de niveau d'énergie des électrons. L'atome est excité et renvoie donc les électrons qui ont changé de couche à leur place originelle. Cette opération permet alors la création de photons, particules élémentaires de lumière, en raison d'une libération d'énergie.

        Ainsi, on comprend que lors d’une aurore polaire on observe non pas les particules de plasma mais les photons créés lors du heurt atomes-électrons. 

        Comme la nature des ions dépend de leur altitude, la couleur dépend également de ce paramètre. Ceci explique en partie les variations de teintes des nuages, draperies, rideaux, arcs, rayons... qu’on observe dans le ciel à des altitudes comprises entre 80 et 1000 km.

 

  • ah pas de chanceLe jaune-vert est dû aux atomes d'oxygène, à environ 100 km d'altitude.
  • Le rouge foncé est dû à l'oxygène à 300 km.
  • Le rouge pâle est dû à l'azote à environ 100 km etc.

 

        On peut également distinguer d'autres nuances, en fonction des longueurs d'ondes.

La lumière peut se caractériser sous forme d'ondes, qui sont exprimées en nanomètre. Entre 400 et 800 nm, elles définissent le domaine visible par l'homme. De plus, la longueur d'onde varie selon l'atome qui a émis le photon. C'est pour cela que l'oxygène ne produit pas les mêmes couleurs que l'azote. On observe donc des aurores qui peuvent avoir chacune une couleur différente, voire plusieurs nuances.

         Ce tableau donne plusieurs couleurs en fonctions des longueurs d’ondes :

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  2.    Les formes 

        Les photons produits forment un ovale auroral, dominant les pôles, dont les contours sont irréguliers. La forme des aurores est alors dûe à la forme des lignes de champ magnétique. 

 a.     Les aurores intenses  

 

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        Les arcs, à la courbe régulière dont la bordure inférieure s'étend sur tout l'horizon.

       

 

 

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        Les bandes, semblables aux arcs, mais dont la bordure inférieure forme des replis.    

 

 

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        Les couronnes, arcs ou bandes rayées vues directement de dessous, la lumière semble être projetée en vaisseau dans toutes les directions.

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       Les tâches, zones de luminosité aurorales de faible extension et ayant l'apparence de nuages.     

 

 

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        Les draperies, nommées ainsi car elles font penser à un drap agité au gré du vent.

 

 

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        Les raies, rayons ou traits de lumière suspendus verticalement.

 

 

 b.     Les aurores diffuses 

        Les aurores diffuses s'étendent de façon homogène sur une grande partie du ciel, comme un voile.

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