Les aurores boréales dansent dans le ciel
Les aurores boréales se produisent le plus souvent dans une ceinture d'un rayon de 2 500 kilomètres centrée sur le pôle Nord magnétique. Cette zone aurorale s'étend sur le nord de la Scandinavie, l'Islande, la pointe sud du Groenland et continue sur le nord du Canada, l'Alaska et le long de la côte nord de la Sibérie.
Des particules qui s'entrechoquent dans le ciel
Les aurores boréales sont le résultat de collisions entre les particules gazeuses de l'atmosphère terrestre et les particules chargées libérées par l'atmosphère solaire.
La température au-dessus de la surface du soleil est de l'ordre de millions de degrés Celsius et, à cette température, les collisions entre les molécules de gaz sont fréquentes et explosives. Les électrons et les protons libres sont projetés hors de l'atmosphère solaire par la rotation du soleil et s'échappent par des brèches dans le champ magnétique du soleil. Les particules chargées sont ensuite soufflées vers la Terre par le vent solaire (il faut environ 40 heures à ces vents pour atteindre la Terre). Lorsque les particules chargées atteignent la Terre, elles sont principalement déviées par le champ magnétique terrestre. Cependant, le champ magnétique terrestre est le plus faible aux pôles et certaines particules pénètrent donc dans l'atmosphère, entrant en collision avec des particules de gaz. C'est cette collision qui émet des lumières dans le ciel qui semblent danser. Les lumières s'étendent de 80 kilomètres d'altitude à 640 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre.
Des taches solaires plus grandes que la Terre
L'intensité de la danse des aurores boréales dans le ciel dépend de l'ampleur des éruptions solaires, qui sont d'énormes explosions à la surface du soleil lorsque l'énergie magnétique accumulée dans l'atmosphère du soleil est soudainement libérée. Ces éruptions solaires se produisent à proximité des taches solaires, qui sont des zones de la surface du soleil qui apparaissent sombres parce qu'elles sont plus froides que les zones environnantes. Les taches solaires peuvent avoir une taille énorme, l'une d'entre elles ayant été mesurée à environ 62 000 kilomètres de diamètre, soit environ cinq fois la largeur de la Terre. Entre-temps, le niveau d'activité solaire varie en fonction de la quantité de flux magnétique qui s'élève à la surface du soleil, le cycle moyen s'étalant sur environ 11 ans. En période de forte activité solaire, il peut y avoir jusqu'à 100 taches solaires ou plus à la surface du soleil, qui libèrent des éruptions solaires et des particules dans l'espace.
Les éruptions solaires projettent du gaz magnétisé
Lorsque ces éruptions solaires explosent, la quantité d'énergie libérée équivaut à un milliard de bombes à hydrogène. Les éruptions solaires sont souvent accompagnées d'une éjection de masse coronale, qui est une énorme bulle de gaz magnétisé projetée vers l'extérieur du soleil. Cette bulle se déplace dans l'espace à une vitesse d'environ un million de kilomètres à l'heure et met entre 17 heures et 3 jours pour franchir la distance qui sépare le soleil de l'orbite terrestre. Si l'une de ces très grosses explosions touche la Terre, elle perturbe le champ magnétique terrestre, créant ce que l'on appelle une tempête géomagnétique, qui peut endommager les systèmes électriques, provoquer des pannes de courant, interrompre les communications radio et perturber les satellites en orbite autour de la Terre.
Des lumières dansantes dans le ciel
Les couleurs observées dans le ciel sont dues au type de particules de gaz qui entrent en collision. Par exemple, la couleur la plus courante - un jaune-vert pâle - est produite par des molécules d'oxygène situées à environ 60 miles au-dessus de la Terre, tandis qu'un ciel entièrement rouge est produit par de l'oxygène à haute altitude, à environ 200 miles, tandis que les couleurs bleues et rouges violacées sont le résultat de l'azote. Les couleurs sont également influencées par l'altitude : les lumières vertes apparaissent jusqu'à 150 milles d'altitude, les rouges au-delà de 150 milles, les bleues généralement jusqu'à 60 milles et les violettes et pourpres au-delà de 60 milles. La question de savoir si les gens ont "entendu" les aurores boréales a fait l'objet d'un débat. De nombreuses personnes affirment en effet avoir entendu un "swish" lorsque les lumières se déplacent et scintillent dans le ciel. D'autres jurent avoir entendu des crépitements électriques provenant du ciel.
Mythologie des aurores boréales
Depuis des milliers d'années, les aurores boréales sont source de spéculation, de superstition et de simple admiration. En France, des peintures rupestres datant de 30 000 ans témoignent de ce phénomène étonnant. Dans les temps superstitieux, les aurores étaient considérées comme un signe précurseur de conflit ou de désastre. Ce n'est qu'en 1616 que l'astronome Galileo Galilei a utilisé le nom d'aurore boréale pour décrire les lumières. Ce nom a été inspiré par la déesse romaine mythique de l'aube, Aurora, et par le nom grec du vent du nord, Boreas.
Voir les aurores boréales
Les aurores boréales peuvent être observées en Alaska, dans le nord du Canada, en Norvège, au Svalbard, au Groenland, en Islande, en Suède et en Finlande. Pendant les périodes d'éruptions solaires actives, les aurores peuvent même être observées jusqu'au sud de l'Écosse et même dans le nord de l'Angleterre. Lorsque l'activité du soleil est particulièrement intense, de multiples éruptions solaires peuvent provoquer des aurores boréales amplifiées, visibles jusque dans les régions septentrionales des États-Unis. Par exemple, à une occasion extrêmement rare, les aurores ont été observées plus au sud, par des colons européens en Nouvelle-Angleterre en 1791.
Les meilleures périodes pour voir les aurores boréales
Dans certaines régions de Norvège et de Finlande, il est possible de voir des aurores boréales une nuit claire sur deux. Pour tordre le cou à une idée reçue selon laquelle les aurores boréales n'apparaissent qu'en hiver, il faut savoir qu'elles sont présentes tout au long de l'année. C'est simplement que nous ne pouvons pas les voir lorsque les nuits sont claires, car le ciel doit être assez sombre pour que les lumières puissent être observées. En pratique, cela signifie que les aurores boréales ne sont visibles que de début septembre à mi-avril.
Les aurores boréales sont communément appelées "aurores nocturnes" parce qu'elles se produisent du côté nuit de la Terre et apparaissent fréquemment en début de soirée et se prolongent dans la nuit. Toutefois, dans certains endroits où l'obscurité est totale à la mi-journée, les aurores boréales peuvent être observées. L'un des principaux problèmes liés à l'observation des aurores boréales est la météo. Comme les aurores se situent bien au-dessus des nuages les plus élevés, il faut que le ciel soit dégagé pour observer le spectacle. Le ciel nuageux est donc le plus grand obstacle à l'observation des aurores et les régions intérieures sont donc mieux adaptées que les endroits situés près de la côte.
De même, les dates entourant la pleine lune ne sont pas propices à l'observation des aurores, car le ciel en arrière-plan devient trop clair. Les lumières des villes constituent l'une des difficultés les plus évidentes. Il faut donc s'éloigner des centres urbains pour observer les ciels lumineux aux couleurs dansantes. Nos voyages consacrés aux aurores boréales offrent d'excellentes possibilités d'observation au Groenland, au Spitzberg et dans le nord de la Norvège.
Recréer les aurores boréales
Pour mieux comprendre les aurores boréales, des scientifiques ont recréé le spectacle lumineux au centre de recherche Langley de la NASA, en Virginie. La simulation est rendue possible par un appareil appelé Planterella qui réunit tous les ingrédients nécessaires pour recréer les lumières, notamment un champ magnétique, des particules chargées et une sphère pour afficher la reconstitution colorée des aurores boréales de la Terre.
Le simulateur peut recréer l'atmosphère de la Terre à 80 kilomètres d'altitude où se produit une aurore. La machine du laboratoire est en fait une retombée d'une expérience du19e siècle qui a démontré pour la première fois que des particules chargées d'électricité se mélangeaient à un champ magnétique et produisaient des aurores. Néanmoins, l'expérience a été adaptée au21e siècle : les scientifiques de la NASA ont ajouté plusieurs sphères qui leur permettent de recréer les ovales auroraux que l'on observe sur Terre et sur plusieurs autres planètes.
Conseils d'experts pour photographier les aurores boréales
Aucune photo ne peut remplacer l'observation d'une aurore boréale en personne, c'est pourquoi nous vous recommandons vivement de baisser votre appareil photo et de vous imprégner du spectacle. Cependant, il est tout à fait naturel que vous souhaitiez conserver un peu de ce moment en images. Pour vous assurer d'utiliser tous les outils à votre disposition, regardez la vidéo ci-dessous dans laquelle notre chef d'expédition et photographe professionnelle de la nature, Sara Jenner, vous donne ses conseils d'expert pour photographier les magiques aurores boréales.
