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Le satellite Integral observe une incroyable aurore polaire par mégarde

Sensible au rayonnement gamma et X, le satellite Integral a plutôt l'habitude d'observer des phénomènes puissants comme les trous noirs ou les supernovae. Pourtant, le 10 novembre 2015, à la grande surprise des chercheurs, il fut témoin d’une aurore dans la haute atmosphère terrestre.


Les aurores polaires sont un phénomène lié à l’interaction entre les particules éjectées par le Soleil et la magnétosphère terrestre. Elles se manifestent dans le ciel sous forme de lumières allant du vert au rouge. Unisciel et l’université de Lille 1 nous en disent plus sur ce phénomène dans cet épisode de Kézako.

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Jusqu’au milieu du XIXe siècle, l’espèce humaine n’a pu deviser le monde qui l’entoure et le cosmos que dans le domaine du visible, au moyen de ses yeux, qui ont naturellement évolué relativement à la lumière de notre étoile, le Soleil. Depuis, ces lacunes ont été en grande partie comblées puisque tous les observatoires terrestres et spatiaux permettent aujourd’hui aux scientifiques de sonder l’univers dans une multitude de longueurs d’onde.

Integral (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) est un satellite de l’Esa lancé le 17 octobre 2002 (sa mission est prolongée jusqu’à la fin de cette année). Il permet aux astrophysiciens d’étudier l’espace intersidéral dans le domaine gamma, rayonnement 100.000 fois plus énergétique que la lumière visible. De cette façon, il devient plus facile d’appréhender des phénomènes aussi puissants et violents que des trous noirs (et leur environnement immédiat), des étoiles à neutrons ou des supernovae.


Le 10 novembre 2015, le satellite Integral (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) – qui observait le fond diffus de rayonnement X avec et sans la Terre afin d’estimer la distance des trous noirs supermassifs – a pu enregistrer une tempête de particules solaires embraser la haute atmosphère terrestre. © Esa, Integral, E. Churazov (IKI/MPA), M. Türler (ISDC, University of Geneva)

Une aurore embrase la haute atmosphère

Le 10 novembre 2015, une fois n’est pas coutume, le satellite observait en direction de la Terre. Il surprit alors, malencontreusement, une aurore qui déferlait sur notre haute atmosphère. L'objectif premier de l’opération en cours était d’utiliser notre biosphère comme masque arbitraire (avec et sans) dans la recherche de sources de rayonnement X dans l’arrière-plan intergalactique, notamment des trous noirs supermassifs. Integral fut sensible à cette aurore qui parasita les observations, offrant un rare spectacle aux chercheurs de la mission. Ceux-ci ont reconnu ne pas vraiment s’y attendre.

Ce jour-là, la bourrasque de vent solaire qui s’était heurtée au champ magnétique terrestre fut en effet assez intense et ionisa les atomes de la haute atmosphère au-dessus des régions polaires. Les émissions de rayons X associées aux aurores polaires sont un phénomène relativement peu connu. L’Esa explique que ces rayons sont « générés lorsque les particules entrantes décélèrent ». Pour les chercheurs, cette observation fut bien sûr une occasion « de mieux comprendre la distribution des électrons qui pleuvent dans la haute atmosphère et révèlent les interactions entre le vent solaire et la bulle magnétique qui protège la Terre ».

Sur l’animation ci-dessus, compilant les images prises avec l’instrument IBIS/ISGRI avec 8 minutes d’intervalle, les aurores se sont intensifiées d’abord au-dessus des régions terrestres de la Sibérie orientale et le nord du Japon, le 10 novembre 2015 vers 11 h TU, puis se sont prolongées et étendues ensuite au-dessus du Canada et du Groenland. Le même jour, des alertes géomagnétiques avaient d’ailleurs été émises. La grille de coordonnées indique la position du globe terrestre. Étant donné que le satellite a une orbite très excentrique (entre 10.000 et 140.000 km de la Terre) de 64 heures, nous voyons la planète grandir au fil de son rapprochement.

Une aurore photographiée le 7 octobre 2015 à bord de la Station spatiale internationale (ISS) par l’astronaute Scott Kelly (sur Twitter : @StationCDRKelly). © Nasa Une aurore photographiée le 7 octobre 2015 à bord de la Station spatiale internationale (ISS) par l’astronaute Scott Kelly (sur Twitter : @StationCDRKelly). © Nasa

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