Pourquoi voit-on de plus en plus d'aurores boréales et australes ?

Peu importe combien de fois vous avez pu en observer, les aurores polaires, dites boréales (Aurora borealis) dans l’hémisphère nord et australes (Aurora australis) dans l'hémisphère sud, constituent un spectacle éthéré époustouflant. Dansant silencieusement dans la haute atmosphère terrestre, elles forment des nappes irisées de lumière verte et rouge, parfois même bleue et violette.

Fréquentes dans les régions polaires et subpolaires, les aurores peuvent parfois être observées à des latitudes plus basses, comme ce fut le cas récemment en Floride et en Angleterre. Les habitants de la zone continentale des États-Unis peuvent avoir l'impression d’en apercevoir bien plus souvent qu'à l'accoutumée, ce qui est véritablement le cas. Voici pourquoi.

QUE SONT EXACTEMENT LES AURORES BORÉALES ET AUSTRALES ?

Galilée a inventé le terme aurora en 1619, en référence à la déesse romaine de l’aurore, croyant à tort qu'il s'agissait de la réflexion de la lumière du Soleil sur l'atmosphère.

En réalité, les aurores boréales et australes sont dues à l'interaction des gaz de l'atmosphère terrestre avec le vent solaire : un flux de particules chargées électriquement, appelées ions, éjectées du Soleil dans toutes les directions.

Lorsque le vent solaire atteint la Terre, il se heurte au champ magnétique de la planète, produisant des courants de particules chargées qui circulent vers les pôles. Certains de ces ions sont piégés dans une couche de l'atmosphère appelée ionosphère où ils entrent en collision avec des atomes de gaz, principalement d'oxygène et d'azote, et les « excitent » avec une énergie supplémentaire. Celle-ci est ensuite libérée sous forme de « particules de lumière », ou photons.

POURQUOI LES AURORES POLAIRES SONT-ELLES VERTES, ROUGES, ET PARFOIS MÊME BLEUES OU VIOLETTES ?

Les couleurs d'une aurore polaire donnent des indications sur l’endroit où elle se produit dans l'atmosphère et les gaz qui en sont à l’origine.

Par exemple, il faut près de deux minutes à un atome d'oxygène excité pour émettre un photon rouge. Si un atome entre en collision avec un autre pendant ce temps, cela peut interrompre ou arrêter le processus. Par conséquent, lorsque nous observons des aurores polaires rouges, il est fort probable qu'elles se produisent aux niveaux les plus élevés de l'ionosphère, à environ 240 kilomètres d'altitude, où les atomes d'oxygène, en nombre plus restreint, sont moins susceptibles d'interagir les uns avec les autres.

En revanche, les photons verts sont émis en moins d'une seconde et sont donc plus fréquents dans les parties modérément denses de l'atmosphère, entre 100 et 240 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre.

Dans la basse atmosphère, très dense, à moins de 100 kilomètres au-dessus de la surface de la planète, il est possible d’observer une teinte tirant vers le violet, soit un mélange de lumières rouges et bleues, les couleurs caractéristiques de l'azote moléculaire.

OÙ PEUT-ON OBSERVER DES AURORES POLAIRES ?

Des aurores polaires ont été observées sur toutes les planètes du système solaire, à l'exception de Mercure, même lorsque le champ magnétique est très faible ou inexistant, comme dans le cas de Vénus et Mars. Elles ont même été détectées sur une énorme « planète vagabonde » située à 20 années-lumière. Des astronautes ont pris des photos et des vidéos spectaculaires des aurores terrestres depuis la Station spatiale internationale.

Pour ceux d’entre nous qui ont davantage les pieds sur terre, les meilleurs endroits pour observer les aurores se trouvent dans la « zone aurorale », entre 60 et 75 degrés de latitude, au nord comme au sud. Vous aurez encore plus de chances d’apercevoir une aurore polaire si vous vous trouvez dans une bande plus petite de la Terre, entre 65 et 70 degrés de latitude.

Vous devez également vous trouver dans un endroit où le ciel est sombre et dégagé, loin de la pollution lumineuse. Dans l'hémisphère sud, il s'agit généralement de l'Antarctique, de la Tasmanie ou du sud de la Nouvelle-Zélande, en automne ou en hiver. Au nord de l'équateur, cela comprend, entre autres, des endroits tels que Fairbanks en Alaska, Churchill dans le Manitoba (Canada), la Laponie au nord de la Suède et de la Finlande et Tromsø en Norvège.

QUAND LES AURORES POLAIRES SE PRODUISENT-ELLES ET SONT-ELLES LES PLUS FRÉQUENTES ?

Les aurores polaires sont étroitement liées à l'activité des taches solaires. Le Soleil mettant 27 jours pour tourner sur son axe, c'est le temps qu'il faut à une tache solaire responsable de la formation d’aurores pour réapparaître. Compter le même nombre de jours depuis la dernière apparition de celles-ci est donc une bonne méthode pour prédire quand se produiront les prochaines.

Certaines années, les aurores polaires sont plus nombreuses. L'activité des taches solaires fluctue selon un cycle de 11 ans ; le pic d’activité le plus récent a débuté en 2019 et atteindra son apogée en 2024 ou 2025.

L'augmentation de l'activité des taches solaires explique également pourquoi il est parfois possible d’observer des aurores polaires dans des régions du monde où elles se font habituellement rares. Cette augmentation de l'activité entraîne une probabilité accrue de tempêtes solaires de forte intensité qui peuvent projeter des rayonnements électromagnétiques et des particules vers la Terre. Lorsqu'ils atteignent notre atmosphère, celle-ci est inondé de tant de particules que la zone aurorale s'étend bien au-delà de ses limites habituelles.

Cela s’est produit récemment, au début de l'année 2023, lorsque des tempêtes solaires ont provoqué des aurores polaires visibles jusqu'en Arizona et en Angleterre. Outre les spectacles éblouissants qu'elles provoquent, ces tempêtes solaires peuvent également avoir un impact sur les réseaux électriques et les systèmes GPS.

Toutefois, même les cycles de taches solaires les plus actifs égaleront difficilement la plus grande tempête solaire jamais enregistrée. Le 1^er septembre 1859, les astronomes observaient le développement d'un nombre croissant de taches solaires à la surface de notre étoile lorsqu'une éruption solaire est survenue en direction de la Terre, créant de vives aurores polaires jusqu'à Cuba au sud et Santiago, au Chili, au nord. Certains observateurs, qui n'en avaient jamais vu auparavant, ont cru que ces lumières brillantes annonçaient la fin du monde ou qu'« il semblait y avoir un feu gigantesque sur Terre qui reflétait ses flammes sur les cieux ».