A. Définition du Phénomène
L’aurore polaire est un phénomène lumineux très fréquent dans le ciel des régions polaires. On ne la voit à l’œil nu que la nuit car son intensité lumineuse est très faible devant celle du Soleil. Selon l’hémisphère où elle est observée, elle porte le nom d’aurore boréale (hémisphère nord) ou australe (hémisphère sud). A partir du XVIème siècle, les premières analyses scientifiques débutent. Il faut attendre l’arrivée des satellites au XXème siècle pour que beaucoup de conclusions émises jusqu’à présent soient tout à coup validées. Ainsi, il est rapidement mis en évidence que la Terre et le Soleil possèdent chacun un champ magnétique qui est à l’origine de l’apparition de ces événements colorés.
Le plasma solaire arrive dans l'atmosphère terrestre à très grande vitesse. Les particules de ce plasma (électrons et protons) entrent en collision avec les atomes et les molécules neutres que recèle notre ionosphère, provoquant l'excitation et éventuellement l'ionisation de ces derniers. Nous allons voir comment ces phénomènes expliquent la couleur et l’aspect des aurores. Les électrons des atomes de l’ionosphère entrent dans un état excité, c’est-à-dire que les électrons des couches internes de l'atome vont migrer vers les couches externes. Ils accumulent ainsi de l’énergie. Les électrons, désormais très instable, vont retourner sur leur couche originelle, à l’état normal. Ils réémettent alors l’énergie absorbée lors de la collision sous forme de photons, particules élémentaires de lumière, dans une longueur d’onde caractéristique de l’atome considéré. Les atomes heurtés dans l’ionosphère sont ionisés, c’est-à-dire qu’un ou des électrons de ces atomes sont expulsés sous la force de l’énergie transmise par les particules du plasma. Des photons sont alors émis. Les atomes deviennent des cations, ions chargés positivement, par la perte d’un ou des électrons. Pour revenir à un état stable, ces cations vont de nouveau capter les électrons perdus, libérant aussi des photons.
Le plasma solaire arrive dans l'atmosphère terrestre à très grande vitesse. Les particules de ce plasma (électrons et protons) entrent en collision avec les atomes et les molécules neutres que recèle notre ionosphère, provoquant l'excitation et éventuellement l'ionisation de ces derniers. Nous allons voir comment ces phénomènes expliquent la couleur et l’aspect des aurores. Les électrons des atomes de l’ionosphère entrent dans un état excité, c’est-à-dire que les électrons des couches internes de l'atome vont migrer vers les couches externes. Ils accumulent ainsi de l’énergie. Les électrons, désormais très instable, vont retourner sur leur couche originelle, à l’état normal. Ils réémettent alors l’énergie absorbée lors de la collision sous forme de photons, particules élémentaires de lumière, dans une longueur d’onde caractéristique de l’atome considéré. Les atomes heurtés dans l’ionosphère sont ionisés, c’est-à-dire qu’un ou des électrons de ces atomes sont expulsés sous la force de l’énergie transmise par les particules du plasma. Des photons sont alors émis. Les atomes deviennent des cations, ions chargés positivement, par la perte d’un ou des électrons. Pour revenir à un état stable, ces cations vont de nouveau capter les électrons perdus, libérant aussi des photons.