Aurore

Aurore, phénomène lumineux de la haute atmosphère terrestre qui se produit principalement dans les hautes latitudes des deux hémisphères ; les aurores dans l’hémisphère Nord sont appelées aurores boréales, aurores polaires ou aurores boréales, et dans l’hémisphère Sud aurores australes ou aurores australes.

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A brief treatment of auroras follows. For full treatment, see ionosphere and magnetosphere.

Auroras are caused by the interaction of energetic particles (electrons and protons) of the solar wind with atoms of the upper atmosphere. Cette interaction est confinée pour l’essentiel aux hautes latitudes dans des zones de forme ovale qui entourent les pôles magnétiques de la Terre et conservent une orientation plus ou moins fixe par rapport au Soleil. Pendant les périodes de faible activité solaire, les zones aurorales se déplacent vers le pôle. Pendant les périodes d’activité solaire intense, les aurores s’étendent parfois jusqu’aux latitudes moyennes ; par exemple, les aurores boréales ont été observées jusqu’à 40° de latitude au sud des États-Unis. Les émissions aurorales se produisent généralement à des altitudes d’environ 100 km (60 miles) ; cependant, elles peuvent se produire n’importe où entre 80 et 250 km (environ 50 à 155 miles) au-dessus de la surface de la Terre.

Auroras take many forms, including luminous curtains, arcs, bands, and patches. L’arc uniforme est la forme la plus stable d’aurore, persistant parfois pendant des heures sans variation notable. Toutefois, lors d’un grand spectacle, d’autres formes apparaissent, qui subissent souvent des variations spectaculaires. Les bords inférieurs des arcs et des plis sont généralement beaucoup plus nets que les parties supérieures. Des rayons verdâtres peuvent couvrir la majeure partie du ciel au pôle du zénith magnétique, se terminant par un arc généralement plié et parfois bordé d’une bordure rouge inférieure qui peut onduler comme une draperie. Le spectacle se termine par un retrait vers le pôle des formes aurorales, les rayons dégénérant progressivement en zones diffuses de lumière blanche.

Les aurores reçoivent leur énergie des particules chargées qui voyagent entre le Soleil et la Terre le long de champs magnétiques en faisceaux, en forme de cordes. Les particules sont poussées par le vent solaire, capturées par le champ magnétique terrestre (voir champ géomagnétique), et conduites vers le bas en direction des pôles magnétiques. Elles entrent en collision avec des atomes d’oxygène et d’azote, arrachant des électrons pour laisser des ions dans des états excités. Ces ions émettent des rayonnements à différentes longueurs d’onde, créant les couleurs caractéristiques (rouge ou bleu verdâtre) des aurores.

En plus de la Terre, d’autres planètes du système solaire qui ont une atmosphère et des champs magnétiques importants – c’est-à-dire Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune – présentent une activité aurorale à grande échelle. Des aurores ont également été observées sur Io, la lune de Jupiter, où elles sont produites par l’interaction de l’atmosphère de Io avec le puissant champ magnétique de Jupiter.