Qu'est-ce qu'une aurore? Des réponses aux questions sur ce phénomène astronomique!

La fin de semaine des 10 et 11 mai, les aurores boréales ont illuminé le ciel du Canada, des États-Unis et de nombreuses autres régions du monde. Si vous les avez vues, génial! C'était l'un des plus beaux spectacles d'aurores depuis 20 ans! Des photos ont circulé sur internet ces derniers jours et nous sommes là pour répondre à vos questions sur ce phénomène.

Les aurores étaient beaucoup plus brillantes et colorées sur les photos. À l'œil, elles étaient beaucoup plus faibles et les couleurs moins évidentes. C'était tout de même un spectacle extraordinaire! Crédit : Julie Bolduc-Duval

Qu'est-ce qui cause les aurores?

Notre Soleil est une étoile, ce qui signifie qu'il est composé de gaz extrêmement chauds. Lorsqu'il est très actif, il peut éjecter de la matière dans l'espace et une partie de celle-ci peut atteindre la Terre. Cette matière est principalement constituée de particules chargées (électrons, protons, ions) qui sont déviées par notre champ magnétique. Elles peuvent entrer dans notre atmosphère autour des régions polaires et interagir avec les atomes de notre atmosphère. Cela provoque l'émission de lumières de différentes couleurs: les aurores! On parle d'aurores boréales dans l'hémisphère nord et d'aurores australes dans l'hémisphère sud. Plus généralement, on peut dire aurores polaires.

Les lumières semblent également se déplacer, parfois lentement, parfois très rapidement. Regardez cette magnifique vidéo de l'astrophotographe Alan Dyer.

Pourquoi y a-t-il des aurores maintenant? 

Les aurores étant causées par l'interaction entre la matière éjectée par le Soleil et les atomes de l'atmosphère terrestre, les aurores se produisent davantage si le Soleil est plus actif et éjecte plus de matière. 

Le cycle d'activité du Soleil est de 11 ans, ce qui signifie que tous les 11 ans, le Soleil devient plus actif et éjecte plus de matière: c'est le maximum d'activité solaire. Nous nous en approchons présentement et cela durera jusqu'au milieu de l'année 2025. Après cette période d'activité, le Soleil deviendra moins actif et atteindra son point le plus bas à la fin des années 2020.

Les aurores des 10 et 11 mai ont été provoquées par une tempête solaire - une grande éjection solaire - qui s'est dirigée vers la Terre. Bien que cela puisse paraître effrayant, la matière éjectée par le Soleil a été dispersée dans l'atmosphère à une grande distance des pôles et a provoqué ce magnifique spectacle d'aurores.

Pourquoi avons-nous pu voir des aurores boréales si loin au sud du Canada et des États-Unis?

Étant donné que le Soleil se trouve à un point d'activité élevé dans son cycle d'activité de 11 ans, il éjecte plus de matière qu'il ne l'a fait au cours de la dernière décennie. Lorsque les particules interagissent avec le champ magnétique de la Terre, elles sont distribuées vers les pôles de la planète et interagissent ensuite avec les atomes de l'atmosphère, libérant de l'énergie sous forme de lumière visible dans un anneau de latitudes autour des pôles. Cet anneau de latitudes s'appelle l'ovale auroral. Habituellement, cet ovale auroral reste assez loin au nord (ou au sud, dans l'hémisphère sud), mais lorsqu'une tempête solaire se produit, cet ovale peut descendre à des latitudes plus basses. L'aurore du 10 mai a été vue jusqu'au Mexique et Hawaï !

Ovale auroral lors d'une journée normale, et le 10 mai. Crédit : NOAA Space Weather Prediction Center.

Y aura-t-il d'autres aurores?

Fort probablement! Nous pouvons nous attendre à davantage d'aurores dans les mois à venir, car nous atteignons le maximum solaire (période d'activité solaire maximale au cours de son cycle de 11 ans). Toutefois, il est impossible de faire des prévisions longtemps à l'avance et de savoir si elles seront aussi intenses et belles que celle du 10 mai. Lorsque nous observons une tempête solaire, nous savons que les chances de voir apparaître des aurores sont plus élevées dans les jours qui suivent, lorsque les particules atteignent la Terre (il faut 8 minutes à la lumière du Soleil pour nous atteindre, mais beaucoup plus longtemps aux particules).  

Les grandes taches solaires sur le Soleil indiquent une activité solaire plus intense. Elles apparaissent plus sombres à la surface du Soleil car elles sont moins chaudes. Les grandes taches, comme celle marquée 3664 sur cette image, peuvent être observées à l'aide de lunettes à éclipse. Si vous observez régulièrement le Soleil (dans le ciel avec vos lunettes à éclipse ou en ligne, par exemple sur SpaceWeather.com), vous pourrez peut-être voir des taches solaires et savoir quand les chances de voir apparaître des aurores sont plus élevées ! 

Le Soleil le 10 mai 2024, avec le groupe de taches solaires 3664, responsable de l'éjection qui a créé l'aurore. Crédit : Solar Dynamics Observatory.

Pourquoi y a-t-il différentes couleurs?

Les aurores peuvent être très colorées! Les couleurs sont déterminées par de multiples facteurs, principalement la composition des gaz dans l'atmosphère terrestre et l'altitude à laquelle l'aurore se produit. Les différents gaz présents dans l'atmosphère (oxygène, azote...) créent des couleurs différentes selon l'altitude. Pour plus de détails, consultez cette page de l'Agence spatiale canadienne. 

Lorsque l'aurore n'est pas très forte, elle apparaît le plus souvent blanchâtre. Le vert est la couleur la plus courante. Le 10 mai, nous avons eu droit à un spectacle étonnant avec de nombreuses couleurs : vert, rouge, rose et même violet! 

Pourquoi les couleurs étaient-elles plus évidentes sur les caméras?

Tout simplement parce que les capteurs de nos caméras sont beaucoup plus sensibles que nos yeux! De plus, on peut faire des longues expositions avec la caméra, ce que l'on ne peut pas faire avec nos yeux. Les téléphones récents prennent automatiquement des poses de quelques secondes en mode nuit. Les photos ci-dessous ont été prises avec un iPhone en mode nuit, qui a pris des poses de 3 secondes. 

Ci-dessous, des photos de l'aurore du 10 mai.

Crédit : Julie Bolduc-Duval

Opportunité d'enseignement

Un phénomène astronomique d'une telle beauté offre une nouvelle occasion unique d'enseignement et d'apprentissage. Vous trouverez ci-dessous quelques activités qui vous permettront de discuter des aurores boréales en classe et de les relier au Soleil et au reste de notre Système solaire.

• Enquête sur le cycle solaire!

  • Comme les aurores dépendent de l'activité du Soleil, il est tout à fait naturel d'explorer le cycle solaire lorsqu'on parle d'aurores. Notre guide d'activités sur le cycle solaire s'adresse aux enseignants du secondaire et vise à aider les élèves à étudier le cycle solaire à l'aide d'images satellites réelles du Soleil.

• Astronomie et les arts

  • Utilisez des pastels verts, roses et blancs et/ou de la craie et étalez les pigments sur une feuille de papier noir. Nous sommes en train de finaliser un module Astro-Arts qui inclut l’activité suivante sur les aurores: Paysages polaires. Notez qu’elle est encore en développement! Si vous avez des commentaires, écrivez-nous à info@decouvertedelunivers.ca.

• Observation du ciel nocturne!

  • Le magnifique phénomène des aurores du 10 mai a incité tout le monde à lever les yeux vers le ciel. Et si les aurores ne sont pas toujours visibles, il y a bien d'autres choses à voir là-haut! Nous proposons plusieurs activités pour encourager l'observation du ciel nocturne. Notre guide d'activités Lever les yeux est conçu pour aider les élèves à savoir ce qui est visible dans le ciel nocturne et leur fournir un modèle pour documenter leurs observations.