Qu’est ce qu’une aurore polaire? T.P.E. Année 2006, professeurs chargés de l’encadrement: Mr Sanchez, Mme Gaste

Introduction visibles la nuit depuis la terre comme des taches ou des bandes de lumières striées:

Introduction Observables à des latitudes voisines de 70°. L’altitude de leur base est aux alentours de 100 km et leurs sommets peuvent atteindre 300, parfois 600 et même jusqu’à 1100 km. Aurores australes : hémisphère Sud, Aurores boréales : hémisphère nord.

Introduction L’aurore n’est pas telle qu’on l’a cru jusqu’à il y a 70 ans, causée par la réflexion de la lumière solaire sur les glaces d’Arctique ; en fait elle ne dépend pas de l’activité humaine mais plutôt de celle du soleil et du champ magnétique terrestre.

Notions d’ovale auroral Étroite bande dans laquelle une aurore a statistiquement plus de chance de se produire, Centrée sur les pôles terrestre, son extension dépend fortement de l’activité solaire, Il s’agit d’un ovale et non d’une couronne circulaire, à cause de la forte déformation de la magnétosphère terrestre par rapport au vent solaire.

Ovale auroral Structures permanentes ne pouvant être vu dans leur totalité que depuis l’espace. Ils sont presque constamment observables, leur lueur est due à des aurores diffuses, faibles, peu remarquables depuis le sol :

Ovale auroral Lors de sous orages, des aurores brillantes illuminent plus intensément certaines parties de l’ovale aurorale.

Notions de vents solaires Le soleil perd de sa matière, les éruptions à sa surface projettent des particules à une vitesse très élevée. Les vents solaires sont composés essentiellement de protons (noyau d’hydrogène H), quelques ions de 2 sortes d’hélium He et de gaz rares. Le tout crée un flux de 250 millions d’ions par cm³ et par seconde. Ce nombre diminue très vite à mesure que la distance au soleil augmente.

Vents solaires La forte température crée une pression d’expansion dirigée vers l’extérieur (1), Apparition d’un courant coronal composé de particule dont la vitesse s’accroît avec la distance (2),

Vents solaires Quand le vent solaire passe près de la terre, sa vitesse est de l’ordre de 400 km/s en moyenne (3), Le champ magnétique de la terre laisse passer du vent solaire => aurores polaires (4).

Notions de magnétosphère C’est l’ensemble des lignes de champ magnétique terrestre situées au-delà de l’ionosphère. La magnétosphère agit comme un écran et protège la surface terrestre des excès du vent solaire, nocif pour la vie. En contrepartie, le vent solaire déforme le spectre magnétique de la terre, lui donnant l’aspect d’une comète.

Magnétosphère Le vent solaire s’écoule au niveau de la magnétopause (Mp), En avant se trouve la surface de choc (S), le plasma est fortement ralenti avant de s’écouler dans la magnétogaine (Mg),

Magnétosphère Le vent solaire pénètre dans les cornets polaires (Cp) et provoque les aurores polaires, elles se forment dans les zones aurorales (Za),

Magnétosphère Les particules de plasma suivent un chemin le long des lignes du champ magnétique (Lc), là où s’écoulent des courants électriques alignés et parviennent aux zones aurorales (Za) où le vent solaire chargé d’électrons et de protons les excite. Ce phénomène est à l’origine des aurores polaires dans les ovales auroraux. Du côté nuit, les lignes de champs (Lc) constituent la queue avec le feuillet neutre et la couche de plasma (Pl).

Notions d’interactions Série de Lyman:

Notions d’interactions différentes couleurs observables en fonction de l'altitude et des particules responsables des émissions lumineuses:

Les formes d’aurores polaires L’arc :

Les formes d’aurores polaires La bande :

Les formes d’aurores polaires La draperie :

Les formes d’aurores polaires La couronne :

Les formes d’aurores polaires La raie :

Les formes d’aurores polaires La tache :

Les formes d’aurores polaires Le voile :