Les aurores polaires font parti intégrante de notre planète Terre. Elles ne dépendent aucunement de l'activité humaine, mais plutôt de celle du soleil et du champ magnétique terrestre.
La surface du soleil n'est pas calme. Il y a de fortes tempêtes appelées éruptions (un peu comme l'éruption d'un volcan sur notre planète). S'il se passe une très forte éruption sur le soleil, de très nombreuses particules sont éjectées dans l'atmosphère en direction de la terre.
Sur la terre, il y a des champs magnétiques. Ces champs magnétiques bougent, et sont plus ou moins violents. On les appelle les orages magnétiques. Ils sont à très haute altitude puisqu'il se situe entre 800 et 1000 kilomètres. C'est la magnétosphère.
Le mariage des éruptions solaires et d'un orage magnétique provoque un afflux de particules chargées, éjectées par le Soleil, et qui entre en collision avec la magnétosphère.
L'exitation des atomes d'oxygène et d'azote de l'atmosphère terrestre par l'arrivée d'une grande quantité d'électrons et de protons venant du soleil, font que ces atomes d'oxygène et d'azote deviennent subitement lumineux et produisent les magnifiques voiles (rubans ou rideaux) de lumière colorée que sont les aurores polaires. On les nomme polaires parce qu'une fois arrivées dans l'atmosphère terrestre, les particules sont prises au piège par le champ magnétique qui les force à se diriger vers les pôles magnétiques nord (aurore boréale) et sud (aurore australe)
Les aurores polaires font partie intégrante de notre planète Terre. Elles ne dépendent aucunement de l'activité humaine, mais plutôt de celle du Soleil et du champ magnétique terrestre.
L'aurore n'est pas, tel qu'on l'a cru pendant longtemps (jusqu'à il y a 70 ans), causée pas la réflexion de la lumière solaire sur les glaces de l'Arctique.
Toutefois, c'est effectivement le soleil, avec le champs magnétique de la terre qui sont responsables, tous les deux, des aurores polaires.
- le soleil et ses éruptions
La surface du soleil, très agitées (!) a de nombreuses éruptions solaires (appelées éruptions chromosphériques) turbulentes, un peu comme des orages violents.
Ainsi, le soleil rejette dans l'espace des atomes et des particules subatomiques (protons, électrons). Lors de violentes tempêtes solaires, une grande quantité d'électrons et de protons venant du soleil entrent en collision avec l'atmosphère terrestre (magnétosphère) et excitent les atomes d'oxygène et d'azote.
- le champs magnétique terrestre
Le champ magnétique terrestre, aussi appelé bouclier terrestre, est un immense champ magnétique qui entoure la Terre, de manière non uniforme du fait de son interaction avec le vent solaire.
Il est engendré par les mouvements du noyau métallique liquide des couches profondes de la Terre.
Le champ magnétique terrestre peut être comparé, en première approximation, à celui d'un aimant droit (ou d'un dipôle magnétique, ou d'une bobine plate parcourue par un courant). Le point central de cet aimant n'est pas exactement au centre de la Terre, il s'en trouve à quelques centaines de kilomètres. Cette approximation ne doit pas faire oublier que le champ a des composantes multipolaires dont l'intensité, bien que beaucoup plus faible que la composante dipolaire, n'est pas négligeable.
D'ailleurs, pour ton info, d'autres planètes du système solaire possèdent un champ magnétique : Mercure, Saturne, Uranus, Neptune et surtout Jupiter. Le Soleil lui-même en possède un.
Note d'histoire : bien que les aimants aient été connus depuis l'Antiquité, ce sont les Chinois qui, vers l'an 1000-1100 les utilisèrent pour s'orienter à l'aide de la boussole. La relation entre les aimants et le champ magnétique terrestre fut découverte en 1600, par William Gilbert, un physicien anglais et médecin de la reine Élisabeth Ire qui publie en 1600 de Magno Magnete Tellure (Du Grand Aimant de la Terre). Cette théorie est la première concernant des caractéristiques globales de la Terre, avant la gravité d'Isaac Newton. Il démontra comment une boussole placée à la surface d'une boule magnétisée (la « Terrella ») indique toujours le même point, comme elle le fait sur la Terre.
L'ensemble des lignes de champ magnétique de la Terre situées au-dessus de l'ionosphère, soit à plus de 1 000 km, est appelé magnétosphère. L'influence du champ magnétique terrestre se fait sentir à plusieurs dizaines de milliers de kilomètres.
Le pôle Nord magnétique terrestre est en fait un pôle de magnétisme «sud». Il s'agit d'une pure convention, due au choix d’appeler « nord » la pointe de l'aiguille de la boussole qui pointe approximativement le pôle Nord géographique.
Et le mariage des éruptions solaires et d'un orage magnétique provoque un afflux de particules chargées, éjectées par le Soleil, et qui entre en collision avec le bouclier que constitue la magnétosphère. Des particules électrisées à haute énergie peuvent alors être captées et canalisées par les lignes du champ magnétique terrestre du côté nuit de la magnétosphère (la queue) et aboutir dans les cornets polaires.
L'exitation des atomes d'oxygène et d'azote par l'arrivée d'une grande quantité d'électrons et de protons venant du soleil et arrivant dans l'atmosphère terrestre, font que ces atomes d'oxygène et d'azote deviennent subitement lumineux et produisent les magnifiques voiles (rubans ou rideaux) de lumière colorée que sont les aurores polaires. On les nomme polaires parce qu'une fois arrivées dans l'atmosphère terrestre, les particules sont prises au piège par le champ magnétique qui les force à se diriger vers les pôles magnétiques nord (aurore boréale) et sud (aurore australe).
L'aurore a la forme d'une mince bande elliptique - l'ovale auroral - centrée sur les pôles nord et sud magnétiques, environ à 700 mètres des pôles géographiques. La grandeur de cette forme dépend de l'activité solaire: plus le Soleil est "silencieux" et le vent solaire calme, moins l'ovale est grand; contrairement, plus le vent solaire frappe le champ magnétique terrestre avec force et rafale, plus l'aurore devient large et s'étend.
Aparté sur le vent solaire:
La température de l'atmosphère solaire est de plusieurs millions de degrés Kelvin (Température °C = Température °K - 273,15). À ces températures, les collisions entre les particules sont si violentes que les atomes d'hydrogène se décomposent en électrons et en protons. Ce "matériel" ionisé est appelé plasma. Le vent solaire, c'est lorsque ce plasma s'éloigne du soleil dans toutes les directions. Il transporte le champ magnétique solaire dans l'espace interplanétaire. La vitesse et la densité de ce vent solaire varie beaucoup; celles-ci sont plus grandes quand le vent provient des régions actives du soleil, comme les taches ou les protubérances solaires.
Ta bien compris, mon pote ? Sinon, je donne des leçons particulières…
Des chiffres... La densité moyenne du vent solaire, lors de son voyage du Soleil à la Terre, est de 8 particules par cm cube et sa vitesse moyenne, de 400 km/s; il prend donc un peu plus de 4 jours pour atteindre la Terre.
La Terre, elle, se protège de toutes les particules "spatiales" qui lui arrivent dessus par sa magnétosphère (un peu comme une immense bulle de champ magnétique qui dévie le vent solaire).
Quelques-unes des particules du vent solaire sont capturées par le champ magnétique terrestre et accélèrent pendant le trajet vers le bas, le long des lignes de champ magnétique jusque vers l'ovale des aurores. En route, elles accumulent de l'énergie qui, lorsqu'elles entrent dans l'atmosphère, et font collision avec l'oxygène et l'azote, se transforme en lumière. C'est l'aurore !
Les lumières au néon fonctionnent de la même façon. Les atomes de néon ont besoin d'être excités par l'électricité pour qu'une partie de l'énergie d'excitation se transforme en photon, ou en lumière. Dès qu'on coupe la source électrique, l'énergie n'est pas assez grande pour "allumer" les atomes de néon, et la lumière s'éteint. De même, le vent solaire doit contenir assez d'énergie pour que ses électrons excitent ceux des atomes et des molécules de la haute atmosphère terrestre, et provoque ainsi des aurores.
