Quest ce quune aurore polaire? T.P.E. Année 2006, professeurs chargés de lencadrement: Mr Sanchez, Mme Gaste

Qu’est ce Qu’est ce qu’une aurore qu’une aurore

polaire?polaire?T.P.E.T.P.E.

Année 2006, professeurs chargés de l’encadrement: Mr Sanchez, Année 2006, professeurs chargés de l’encadrement: Mr Sanchez, Mme GasteMme Gaste

IntroductionIntroduction

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

IntroductionIntroduction

• Observables à des latitudes voisines de 70°.Observables à des latitudes voisines de 70°.

• L’altitude de leur base est aux alentours de L’altitude de leur base est aux alentours de 100 km et leurs sommets peuvent atteindre 100 km et leurs sommets peuvent atteindre 300, parfois 600 et même jusqu’à 1100 km.300, parfois 600 et même jusqu’à 1100 km.

• Aurores australes : hémisphère Sud, Aurores Aurores australes : hémisphère Sud, Aurores boréales : hémisphère nord.boréales : hémisphère nord.

Introduction Introduction

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

Notions d’ovale auroralNotions d’ovale auroral

• Étroite bande dans laquelle une aurore a Étroite bande dans laquelle une aurore a statistiquement plus de chance de se statistiquement plus de chance de se produire,produire,

• Centrée sur les pôles terrestre, son extension Centrée sur les pôles terrestre, son extension dépend fortement de l’activité solaire,dépend fortement de l’activité solaire,

• Il s’agit d’un ovale et non d’une couronne Il s’agit d’un ovale et non d’une couronne circulaire, à cause de la forte déformation de circulaire, à cause de la forte déformation de la magnétosphère terrestre par rapport au la magnétosphère terrestre par rapport au vent solaire.vent solaire.

Ovale auroralOvale auroral

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

Ovale auroralOvale auroral

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

Notions de vents solairesNotions de vents solaires

• Le soleil perd de sa matière, les éruptions à Le soleil perd de sa matière, les éruptions à sa surface projettent des particules à une sa surface projettent des particules à une vitesse très élevée.vitesse très élevée.

• Les vents solaires sont composés Les vents solaires sont composés essentiellement de protons (noyau essentiellement de protons (noyau d’hydrogène H), quelques ions de 2 sortes d’hydrogène H), quelques ions de 2 sortes d’hélium He et de gaz rares. Le tout crée d’hélium He et de gaz rares. Le tout crée un flux de 250 millions d’ions par cmun flux de 250 millions d’ions par cm³ et ³ et par par secondeseconde. . Ce nombre diminue très vite à Ce nombre diminue très vite à mesure que la distance au soleil augmente.mesure que la distance au soleil augmente.

Vents solairesVents solaires

• La forte température crée une pression La forte température crée une pression d’expansion dirigée vers l’extérieur (1),d’expansion dirigée vers l’extérieur (1),

• Apparition d’un courant coronal composé Apparition d’un courant coronal composé de particule dont la vitesse s’accroît avec de particule dont la vitesse s’accroît avec la distance (2),la distance (2),

Vents solairesVents solaires

• Quand le vent solaire passe près de la Quand le vent solaire passe près de la terre, sa vitesse est de l’ordre de 400 km/s terre, sa vitesse est de l’ordre de 400 km/s en moyenne (3),en moyenne (3),

• Le champ magnétique de la terre laisse Le champ magnétique de la terre laisse passer du vent solaire passer du vent solaire => => aurores polaires aurores polaires (4).(4).

Notions de magnétosphèreNotions de magnétosphère

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

MagnétosphèreMagnétosphère

• Le vent solaire s’écoule au niveau de la magnétopause Le vent solaire s’écoule au niveau de la magnétopause (Mp),(Mp),

• En avant se trouve la surface de choc (S), le plasma est En avant se trouve la surface de choc (S), le plasma est fortement ralenti avant de s’écouler dans la magnétogaine fortement ralenti avant de s’écouler dans la magnétogaine (Mg),(Mg),


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


• Les particules de plasma suivent un chemin le Les particules de plasma suivent un chemin le long des lignes du champ magnétique (Lc), là long des lignes du champ magnétique (Lc), là où s’écoulent des courants électriques alignés où s’écoulent des courants électriques alignés et parviennent aux zones aurorales (Za) où le et parviennent aux zones aurorales (Za) où le vent solaire chargé d’électrons et de protons vent solaire chargé d’électrons et de protons les excite. Ce phénomène est à l’origine des les excite. Ce phénomène est à l’origine des aurores polaires dans les ovales auroraux. aurores polaires dans les ovales auroraux.

• Du côté nuit, les lignes de champs (Lc) Du côté nuit, les lignes de champs (Lc) constituent la queue avec le feuillet neutre et constituent la queue avec le feuillet neutre et la couche de plasma (Pl).la couche de plasma (Pl).

Notions d’interactionsNotions d’interactions

• Série de Lyman:Série de Lyman:

Notions d’interactionsNotions d’interactions

• différentes couleurs observables en fonction de différentes couleurs observables en fonction de l'altitude et des particules responsables des l'altitude et des particules responsables des émissions lumineuses:émissions lumineuses:

Les formes d’aurores Les formes d’aurores polairespolaires

• L’arc :L’arc :

Les formes d’aurores polairesLes formes d’aurores polaires

• La bande :La bande :


• La draperie :La draperie :


• La couronne :La couronne :


• La raie :La raie :


• La tache :La tache :


• Le voile :Le voile :

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Quest ce quune aurore polaire? T.P.E. Année 2006, professeurs chargés de lencadrement: Mr Sanchez, Mme Gaste