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Les aurores boréales, communément appelées aurores boréales ou australes, comptent parmi les spectacles les plus époustouflants de la nature. Leurs expositions fascinantes captivent l’humanité depuis des millénaires, inspirant des mythes et façonnant les récits culturels. Pourtant, la physique sous-jacente est tout aussi fascinante.
Des tempêtes solaires éclatent à la surface du Soleil, propulsant des particules chargées – collectivement appelées vent solaire – dans l’espace interplanétaire. Lorsque ce flux rencontre la magnétosphère terrestre, une fraction des particules est canalisée vers les régions polaires, où les collisions avec les gaz atmosphériques convertissent l’énergie cinétique en lumière visible. Les atomes d'oxygène émettent la lueur verte familière, tandis que l'azote peut produire des teintes bleues, violettes et roses. Dans les tempêtes solaires les plus puissantes, les interactions à haute altitude dans l'atmosphère génèrent des éclairs rouges vifs.
Cependant, les aurores boréales ne sont pas uniformes. Les chercheurs ont identifié six types distincts, depuis des arcs sereins qui s'étendent sur l'horizon jusqu'à des couronnes spectaculaires qui ressemblent à des portes célestes. Chaque forme révèle une facette différente de l'interaction solaire-magnétique.
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Les aurores commencent souvent par des arcs arc-en-ciel qui balayent l’horizon. Les arcs sont la forme d'aurore la plus courante et apparaissent généralement dans des conditions géomagnétiques calmes. Ils sont également les plus facilement observés aux basses latitudes.
Lorsque l’activité solaire s’intensifie, les arcs évoluent souvent en bandes légèrement plus dynamiques et ondulées, comme un rideau scintillant. À mesure que la tempête géomagnétique s'intensifie, les bandes peuvent sembler palpiter et onduler, ajoutant du mouvement au visuel.
Sous ces formations, les spectateurs voient des rivières de lumière onduler au-dessus de leur tête, une toile de fond convoitée pour les photographes d'extérieur.
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Les piliers, également appelés rayons ou poutres, font partie des formes d'aurores les plus frappantes. Ces stries verticales semblent s’étendre vers les étoiles, s’étendant parfois sur des centaines de kilomètres dans le ciel. Des stries en forme de pilier peuvent apparaître dans des arcs et des bandes, ajoutant un élément vertical, et elles peuvent pulser lors d'affichages à haute énergie.
Contrairement aux piliers, les aurores diffuses offrent une lueur ambiante subtile qui peut apparaître comme un doux nuage sans formes claires. Leur observation nécessite souvent un équipement spécialisé, et le terme « diffus » peut également décrire toute aurore dont les bords sont flous.
Notamment, des types d'aurores distincts tels que les arcs résultent de mécanismes différents de ceux des affichages diffus. Les arcs se forment à travers les interactions électroniques avec les variations du champ magnétique terrestre, tandis que les aurores diffuses résultent d'ondes de particules chargées diffusant des électrons à travers l'atmosphère.
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Le 7 octobre 2018, des photographes ont capturé une aurore saisissante au-dessus de la Suède et de la Finlande. Les images montraient des crêtes sablonneuses ou enneigées s’étendant vers l’horizon. Une équipe de l'Université d'Helsinki a ensuite classé cette aurore comme un nouveau type d'aurore, surnommée dunes, après que sa ressemblance avec les ondulations du sable des plages ait attiré l'attention.
Ces lumières ondulatoires peuvent s’étendre sur des centaines de kilomètres horizontalement et représentent une nouvelle frontière dans la science atmosphérique. Les scientifiques attribuent actuellement les dunes à des densités d’oxygène accrues causées par les ondes atmosphériques se propageant horizontalement. Les dunes étant relativement rares, gardez votre appareil photo prêt lorsque l'occasion se présente.
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Parmi les formes d’aurores boréales, les aurores coronales sont d’une majesté sans précédent. Ils forment un motif semblable à un vortex, avec plusieurs rayons convergeant en un seul point au-dessus.
Les aurores corona sont prisées aussi bien par les photographes que par les amateurs d'aurores. Leur noyau se forme à seulement 50 à 60 milles au-dessus de la surface, bien en dessous de l'altitude aurorale typique de 60 à 620 milles. En février 2019, le photographe Jingyi Zhang a capturé une saisissante « aurore de dragon » au-dessus de l’Islande, que la NASA a sélectionnée comme photo du jour. L'affichage provenait d'un trou coronal solaire qui a déclenché une vague de particules chargées, qui ont voyagé vers la Terre et ont produit une image spectaculaire.
Les aurores boréales sont rares et n'apparaissent qu'aux hautes latitudes lors de puissantes tempêtes solaires. Ils comptent parmi les spectacles de lumière naturelle les plus spectaculaires de la Terre, même si une rare double pluie de météores pourrait rivaliser.