LA SCIENCE
La science derrière les aurores boréales, expliquée
Comment le vent solaire, les particules chargées et le champ magnétique terrestre se combinent pour illuminer le ciel arctique de vert, de rouge et de violet — la physique derrière les aurores boréales de Tromsø.
Découvrez les excursions pour aurores boréales sur GetYourGuide ↗Tout commence à 150 millions de kilomètres d’ici, sur le soleil.
L’aurore naît du vent solaire — un flux constant de particules chargées, essentiellement des électrons et des protons, qui s’échappent du soleil à des vitesses pouvant atteindre plusieurs centaines de kilomètres par seconde. Lorsque le soleil est plus actif, il éjecte aussi des éjections de masse coronale : d’immenses bouffées de matière solaire qui atteignent la Terre en un à trois jours. Le vent régulier comme les éruptions occasionnelles fournissent la matière première d’un spectacle, mais ni l’un ni l’autre n’en garantissent un — c’est ce qui se passe ensuite, lorsque cette matière rencontre le champ magnétique terrestre, qui décide si le ciel au-dessus de Tromsø s’illumine réellement telle ou telle nuit.
Le champ magnétique terrestre canalise les particules vers les pôles.
Le champ magnétique terrestre dévie l'essentiel du vent solaire autour de la planète, ce qui explique pourquoi les aurores boréales sont si rares près de l'équateur — la même bulle protectrice qui préserve l'atmosphère sur des échelles de temps géologiques. Mais les lignes de champ convergent aux pôles magnétiques nord et sud, canalisant les particules chargées vers la haute atmosphère en deux zones annulaires de quelques milliers de kilomètres de large — l'une au-dessus de l'Arctique, l'autre au-dessus de l'Antarctique, en miroir l'une de l'autre. La position extrême-nord de Tromsø la place presque directement sous l'anneau septentrional, appelé ovale auroral, ce qui explique pourquoi la ville connaît tant de nuits d'aurores de plus que les régions de latitudes inférieures.
Collision, pas combustion — c’est ainsi que la lumière est créée
L'aurore n'est ni feu ni lumière réfléchie ; c'est une collision, à une échelle difficile à imaginer. Les particules canalisées par le champ magnétique percutent les atomes d'oxygène et d'azote à environ 100 à 300 kilomètres d'altitude — bien au-dessus des 10 à 12 kilomètres où croisent les avions de ligne — transférant une énergie que les atomes libèrent ensuite sous forme de photons, un processus fondamentalement identique à celui d'un néon, mais à une échelle et une altitude démesurément plus grandes. La hauteur exacte et le gaz en jeu déterminent la couleur, ce qui explique pourquoi un même spectacle peut passer par plusieurs teintes distinctes au fil des collisions à différentes altitudes au cours d'une même nuit.
Pourquoi le vert domine presque tous les écrans
Les atomes d'oxygène situés entre 100 et 300 kilomètres d'altitude produisent le jaune-vert qui constitue l'essentiel de ce que l'on observe réellement depuis Tromsø lors d'une nuit typique — et, par chance, c'est aussi la couleur à laquelle l'œil humain est le plus sensible en faible luminosité, ce qui rend un spectacle modéré encore plus éclatant que ne le suggérerait sa brillance réelle. Les rouges plus rares proviennent du même oxygène, plus haut, au-delà d'environ 300 kilomètres, où les collisions sont moins fréquentes et où la lueur qui en résulte est plus ténue. Les bleus et les violets, quant à eux, viennent de l'azote plus bas dans l'atmosphère, et n'apparaissent généralement que lors d'un spectacle plus intense et plus énergique, déclenché par une plus grande bouffée de particules solaires.
L’ovale auroral n’est pas fixe — il respire.
L'anneau d'activité aurorale autour du pôle magnétique se dilate et se contracte en permanence selon les conditions géomagnétiques, telle une forme vivante plutôt qu'une ligne fixe sur une carte. Par une nuit calme, il peut se rétracter vers le pôle lui-même, laissant même les sites les plus septentrionaux en dehors de son périmètre ; lors d'une forte tempête géomagnétique, il gonfle vers l'extérieur, ce qui explique pourquoi une tempête intense peut parfois pousser les aurores visibles jusqu'en Europe centrale. La position de Tromsø, presque directement sous l'ovale, signifie que la ville a rarement besoin d'une grande expansion pour offrir un spectacle — c'est la raison scientifique pour laquelle un indice KP modeste peut encore produire ici un show intense et coloré, juste au-dessus de nos têtes.
Le rythme de onze ans derrière les chiffres
L'activité solaire augmente et diminue selon un cycle d'environ onze ans, appelé cycle solaire, et plus il y a de taches solaires et d'éruptions à la surface du soleil, plus la matière première disponible pour alimenter les aurores boréales est abondante. Le cycle solaire 25 a atteint son maximum vers 2024, arrivant un peu plus tôt et avec plus d'intensité que ce que prévoyaient la plupart des prévisionnistes, et cette activité élevée se poursuit généralement pendant quelques années après le pic, avant que le soleil ne s'apaise progressivement vers le prochain minimum solaire. Rien de tout cela ne change l'avantage géographique fondamental de Tromsø — sa position sous l'ovale auroral compte à chaque phase du cycle — mais un soleil plus actif signifie généralement des apparitions plus fréquentes et plus lumineuses.
Vous hésitez sur la date, ou sur le type de safari auroral ?
Laissez-nous votre e-mail et une idée de vos dates de voyage — nous vous enverrons un récapitulatif du fonctionnement de la saison mois par mois, pourquoi un minibus qui traque les éclaircies bat un camp fixe les nuits nuageuses, et comment lire les prévisions pour réserver les bonnes soirées.