IV - ... à l'origine des aurores polaires
B – Des différentes couleurs et formes
Les émissions lumineuses aurorales proviennent de la désexcitation des atomes de gaz de la haute atmosphère. Il y a alors émission de photons sous forme lumineuse. Pour comprendre pourquoi certaines aurores sont invisibles et pourquoi les couleurs varient d’une aurore à l’autre, il faut être attentif au spectre lumineux.
1 – Différentes couleurs :
La couleur d'une aurore polaire dépend de la composition des gaz qui se trouve dans l'atmosphère terrestre, de l'altitude à laquelle se forme l'aurore, de la densité de l'atmosphère et de la quantité d'énergie en cause.
Les aurores vertes, qui sont les plus couramment observées depuis le sol, se produisent lorsque les particules chargées entrent en collision avec des molécules d'oxygène à faible altitude (environ 100 à 300 km).
Leur couleur peuvent être expliquées par la théorie de Bohr un retour à l'état fondamentale des espèce excitées qui s'accompagnent d'une émission de lumière. Les principales raies ou bandes émises par les aurores proviennent des atomes diazotes, oxygène, azote , dioxygène:
Diazote (N2) = Violet ( 314 nm) à environ 10000 km d'altitude
Azote (N) = Rouge (620 nm) entre 65 et 90 km d'altitude
Oxygène (O) = Vert, Jaune, rouge selon l'altitude (550-636 nm) entre 90 et 150 km
Dioxygène (O2)= Ultraviolet invisible à l’œil nue
B – Différentes formes:
Les aurores se caractérisent par une importante diversité de formes, d’étendue et d’intensité d’émission, qui donnent des indices sur l’activité du champ magnétisme terrestre. Cette variété fait qu’il est difficile de les classer en différentes catégories. Mais, généralement, on les distingue en deux parties : les aurores diffuses et les aurores discrètes.
B-1 : Aurores diffuses
Aurores diffuses : → peu de contrastes / éclat faible / assez étendues. A l’œil nu, on ne remarque pas toujours leurs présences. Mais, elles sont quasiment, tout le temps présentes la nuit dans les régions aurorales. Elles sont dues à des précipitations de particules peu abondantes, d’énergie faible → période d’activité solaire faible.
Deux formes :
→ Des taches = zone de luminosité aurorale de faible étendue ayant l’apparence d’un nuage
→ Des voiles = zones lumineuses de grande extension couvrant parfois le ciel entier
B-2 : Aurores discrètes
Contrairement à leur nom, les aurores discrètes sont les plus lumineuses, les plus spectaculaires, les plus brillantes. Mais, par rapport aux aurores diffuses, elles sont moins fréquentes.
Elles sont dues à des précipitations de plasma dont l’énergie est beaucoup plus importante, que les aurores diffuses. → Périodes de forte activité solaire
Cinq formes :
→ Arcs = courbes qui s’étend d’un bout à l’autre de l’horizon
→ Bandes = Arcs avec des rayons verticaux parallèles les uns aux autres et présentant des replis : base lumineuse, sommet flou
→ Couronnes = située au zénith (point verticale de l’observateur situé au-dessus de la tête) projetant des faisceaux de lumière dans toutes les directions
→ Raies = Traits de lumières alignés et suspendus verticalement
→ Draperies = Formes faisant penser à un drap qui s’agite au gré du vent
Pour résumer, les aurores polaires peuvent être classées de la façon suivante :
Forme:
-Période de visibilité (selon l’activité solaire)
-Description
-Photo
L’arc:
Basse activité solaire.
- S’étend d’un bout à l’autre de l’horizon.
- Jusqu’à 1000 km de longueur.
- Épaisseur infèrieure à 5 km.
La bande:
-Activité solaire moyenne à élevée.
- Arc formé par des rayons verticaux parallèles allant d’est en ouest.
- Luminosités uniformes et flous à son sommet.
Le rideau:
Activité solaire forte.
- Les largeurs et les longueurs des rayons complètent une grande partie du ciel dans des vagues d’ondulations et de formes spirales.
- L’intensité de la lumière change souvent.
La couronne:
-Activité solaire élevée.
- Elle présente des sommets avec une base de croisement.
- De multiples possibilités de formes comme des faisceaux rejetés dans toutes les directions.
- La couronne a des mouvements et des variations très rapides.
Le pilier-rayon:
-Activité solaire élevée.
- Traits de lumières brillantes suspendus de façon verticale qui s’alignent.
- Les variations se produisent rapidement.
- La longueur des rayons peut être de plusieurs centaines de kilomètres.
Le voile:
-Activité solaire élevé.
- S’étend sur une vaste région de luminosité uniforme qui couvre la majeure partie du ciel. - Les couleurs sont brillantes et chatoyantes.
La tache:
- Zone de luminosité de faible étendue, ayant une forme ressemblant à un petit nuage isolé.
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IV/A-La formation des aurores polaires
