Pourquoi y a-t-il des aurores polaires ?

Les aurores sont le fruits de la rencontre de particules solaires avec l'atmosphère terrestre.

La Terre est entourée d'un gigantesque bouclier magnétique qui résulte de la production par le noyau ferreux du centre de la Terre d'un champ magnétique. Le noyau se comporte comme un aimant dont le pôle nord magnétique coïncide avec le pôle nord géographique (par symétrie, il va de même pour les pôles suds magnétique et géographique).

La couronne solaire éjecte continuellement un nombre gigantesque de particules électriques (électrons, protons...) qui courent à travers l'espace, transportés par des courants solaires. Ces vents solaires constitués de particules mortelles pour les organismes vivant sont déviés par le champs magnétique terrestre qui protège ainsi notre Terre. Le bouclier magnétique forme une magnétosphère qui représente l'espace compris entre le sol terrestre et la surface extérieur de ce bouclier. Les lignes de champs magnétiques ont pour origines les pôles magnétiques. Ainsi la magnétosphère est beaucoup plus fine au pôles qu'à l'équateur.

Bouclier magnétique terrestre et vents solaires

Toute particule électriquement chargée est sensible aux champs magnétiques qui sont capables de dévier leurs courses. C'est le même phénomène qui a lieu dans un téléviseur : une résistance est chauffée de manière à lui arracher des électrons qui sont propulsés dans un canon sous vide. Leur trajectoire est commandée par deux paires de plaques horizontales et verticales chacunes parallèles deux à deux de façon à orienter correctement les électrons vers l'écran. L'écran est balayée de haut en bas, de gauche à droite par le canon à électrons. Chaque point de l'écran est composé de trois luminophores chacun portant une couleur différente : rouge, vert ou bleu qui sont les trois couleurs primaires lumineuse. C'est la synthèse additive de ces trois couleurs qui donnera la couleur global du point. Une couleur sera dominante si le luminophore associé est plus souvent percuté par les électrons que les autres.

Il arrive quelques fois que des particules solaires soient capturées par la surface extérieure du bouclier et accélérées jusqu'à rentrer dans l'atmosphère terrestre au niveau des pôles à près de 500 km/s, là où le bouclier est le moins épais. Lorsque ces particules entrent en collision avec les molécules de l'atmosphère (oxygène, azote...), il se produit un phénomène physique très particulier : c'est l'ionisation atomique. En effet, la particule solaire communique de l'énergie aux électrons de la molécule atmosphérique qui devient alors excitée. Cet état d'excitation est très éphémère et ne dure que quelques millionièmes de secondes avant que la molécule excitée ne retrouve un état normal en réémettant l'énergie acquise sous la forme d'un photon qui est une particule de lumière. La couleur de cette lumière, c'est-à-dire la longueur d'onde du photon dépend de l'atome. Par exemple, on peut observer une couleur vert-phosphorescent lorsque ce sont des molécules d'oxygènes qui sont excitées.

Si la Terre n'était pas équipée de ce bouclier anti-particules, toute forme de vie ne pourais pas résister aux radiations solaires. Les particules chargée ionisent les atomes ce qui a pour effet d'altérer la molécule d'ADN indispensable à la vie. Lors d'une trop forte exposition au soleil, certains adeptes de la bonzette développent des mélanomes qui sont des cancers de la peau. Un cancer résulte de la multiplication de cellules malades. Ces cellules ayant muté à cause des rayons nocifs du soleil absorbés en trop forte quantité. Il est donc indispendable de se protéger la peau et les yeux du soleil autant à la plage qu'en montage.
Les aurores polaires peuvent aussi être appelée boréales au pôle Nord ou australes au pôle Sud. Leur forme est variable (draperie, arcs...) et est de toute façon fragmentaire : seuls les satellites artificiels peuvent les oberver en totalité depuis leur orbite. Quant à leur couleur elle varie en fonction de l'altitude puisque la proportion des différentes molécules succeptibles d'être excitées varie de part leur masses différentes.