Astrophotographie : aurores boréales, quelle est la cause de ce phénomène extraordinaire ?

La compréhension des aurores est la base de la réussite des photos. En définitive, l'activité solaire est également à l'origine des aurores, que nous connaissons sous le nom d'aurores boréalesaurores boréales. Il s'agit d'un électrométéore provoqué par l'impact des particules chargées du vent solaire sur l'atmosphèreatmosphère terrestre, notamment aux pôles de la Terre. Si ce courant entre en collision avec le champ magnétique de la Terre, il en résulte une réaction à haute énergie, qui émet de la lumière dans différentes couleurs visibles. Nous les percevons comme des aurores boréales. Plus la vitesse du vent solaire est élevée, plus la probabilité d'observer des aurores dans le ciel est grande.

À propos des éruptions solaires et des trous coronaux

En fonction de sa vitesse, le vent solaire met deux à quatre jours pour atteindre la Terre. Les aurores les plus énergiques sont généralement le résultat d'un trou dans la couronne solairecouronne solaire, dirigé vers la Terre. Lors de tels événements, le vent solaire atteint des vitesses plus élevées, jusqu'à 800 kilomètres par seconde. Les initiés appellent un trou dans la couronne solaire, un trou coronal. Les éjections de massemasse coronale, ou CMECME en abrégé, sont finalement responsables d'une intensité particulièrement forte des aurores. Une CME se produit lorsqu'une accumulation d'énergie magnétique concentrée sur le soleilsoleil fait irruption dans une éruption solaire et ne peut plus être contenue par la gravitégravité du soleil. Dans ce processus, un énorme amas de particules chargées est projeté dans l'espace avec une énergie inimaginable. L'arrivée d'une CME sur Terre est annoncée par de fortes aurores boréales, qui, dans des cas extrêmement rares, peuvent être observées jusqu'en Allemagne.

 Disque solaire avec trou coronal. © Nasa Stereo (Solar TErrestrial RElations Observatory), DP

Pourquoi les aurores boréales ne sont-elles pas toujours vertes ? 

De nombreuses personnes pensent que les aurores boréales sont exclusivement vertes. Mais en fait, le magenta, le bleu et même le rouge profond peuvent être vus et photographiés les nuits où les aurores sont particulièrement actives. Chaque gazgaz (oxygèneoxygène et azoteazote sous forme de moléculesmolécules et d'atomesatomes) émet une couleur particulière, en fonction de l'énergie des particules. La composition de l'atmosphère variant avec l'altitude, les aurores situées à des altitudes de 100 à 240 kilomètres sont généralement vertes, car les particules chargées interagissent d'une certaine manière avec l'oxygène.

Le rouge n'est pas fréquent. Lorsque les aurores sont très actives, elles se développent au-dessus de 240 kilomètres d'altitude en raison d'une interaction différente avec l'oxygène. Une aurore de couleur rose ou magenta est un mélange de vert et de rouge. Le bleu et le violet sont causés par les particules solaires chargées qui interagissent avec l'azote de notre atmosphère. Il est intéressant de noter que les aurores sont plus colorées dans les régions plus tempérées. Cela s'explique par le fait que plus d'énergie est nécessaire pour que les aurores boréales soient visibles plus au sud. Et plus d'énergie signifie plus de couleurs.

Les aurores sont généralement de couleur verte mais pas uniquement. © Delil Geyik, tous droits réservés

Quand peut-on s'attendre à voir une aurore ?

Dans l'espace, entre le soleil et notre Planète, se trouvent des satellites qui mesurent le vent solaire. Il faut environ une heure pour que le vent solaire atteigne notre Planète. J'utilise les données de ces satellites pour savoir si cela vaut la peine de sortir pour photographier. J'utilise spaceweatherlive.com principalement pour prévoir les aurores boréales. Pour faire vos propres prévisions d'aurores pour votre destination, les facteurs suivants sont utiles :

• votre emplacement : près du cercle polairecercle polaire arctiquearctique, vous serez probablement en mesure d'attraper les aurores sous un ciel immaculé. Il y a presque toujours un peu de vert dans le ciel, à condition qu'il soit clair et suffisamment sombre, comme c'est le cas de septembre à mars.
• indice Kp : s'il y a une chose que vous devez apprendre pour prédire les aurores, c'est comment utiliser l'indice K planétaire (indice Kp). Il est appliqué pour caractériser la force des tempêtestempêtes géomagnétiques. L'indice Kp est un excellent indicateur des perturbations du champ magnétique terrestrechamp magnétique terrestre et donc de l'apparition éventuelle d'aurores. L'échelle va de 0 à 9, où 5 ou plus indique un orageorage géomagnétique. Plus l'échelle est élevée, plus les aurores sont visibles vers le sud.

L'indice Kp est un indicateur des perturbations du champ magnétique terrestre. © Delil Geyik, tous droits réservés 

• la valeur Bz : elle est un paramètre pour l'intensité du champ magnétique interplanétaire dans la direction de l'axe Z et est donnée en nanotesla (nT). Plus la valeur est faible (négative), plus l'apparition d'aurores en Allemagne est probable. Une valeur de Bz inférieure à -10nT est un bon signe qu'un orage géomagnétique va bientôt se produire.
• vélocité du vent solaire : plus les vents solaires frappent rapidement l'atmosphère terrestre, plus l'interaction avec le champ magnétique est forte, plus les aurores sont fortes. La vitesse normale des vents solaires est d'environ 375 km/s. Si l'on s'attend à ce que la vitesse double, les spécialistes se préparent à des motifs particulièrement attrayants. Lorsque de telles prévisions sont faites, il est conseillé d'emporter des vêtements et des équipements chauds et de sortir. Les aurores sont généralement particulièrement impressionnantes dans le nord des États-Unis, dans le sud de l'Australie, en Écosse ou près du cercle polaire.

Quelle caméra et quels objectifs utiliser ?

Pour pouvoir capturer une image aurorale sur la puce, aucun équipement coûteux n'est nécessaire. Il est seulement important que l'appareil photo dispose d'un mode manuel pour pouvoir régler les paramètres individuellement. J'utilise le Sony A7 III comme appareil photo, qui est très adapté à la photographiephotographie de nuit en raison de son rapport de bruit idéal. J'utilise pour cela le Zeiss Batis 2.8/18mm, qui est net jusqu'au bord, même à pleine ouverture. Un trépied est indispensable, sa conception et sa constructionconstruction doivent garantir une stabilité absolue, même en cas de vent, pendant les temps d'exposition de 7 à 25 secondes. En outre, vous pouvez utiliser un déclencheur à distance afin de ne pas avoir à toucher votre appareil photo pour déclencher l'obturateurobturateur. Ce n'est pas absolument nécessaire, car pratiquement tous les appareils photo disposent d'une fonction de retardateur intégrée. Ainsi, après avoir appuyé sur le bouton de l'obturateur, un court laps de temps s'écoule avant que l'appareil photo ne se déclenche.

Les appareils photo disposent généralement d'une fonction de retardateur intégrée. © Delil Geyik, tous droits réservés

Quels sont les préréglages utiles de l'appareil photo ?

• Verrouillage du miroirmiroir : pour éviter le moindre flou, activez la fonction de verrouillage du miroir sur un reflex numériquenumérique.
• Stabilisateur d'image : si vous travaillez avec un trépied, le stabilisateur d'image de l'appareil photo et celui de l'objectif sont superflus. Désactivez-les donc tous les deux.
• Réduction du bruit : pour éviter de longs temps d'attente entre deux photos, désactivez toujours la réduction du bruit intégrée à l'appareil photo la nuit.
• Autofocus : pour avoir un contrôle total sur la netteté de l'image malgré les conditions d'éclairage difficiles la nuit, désactivez l'autofocus et faites la mise au point manuellement.
• Format RAWRAW : pour obtenir le meilleur post-traitement possible, prenez vos photos au format RAW si possible. Seul le mode RAW vous permet d'être sûr qu'aucune information de l'image n'est perdue.
• Mode manuel : en astrophotographie, effectuez toujours tous les réglages manuellement. Il est préférable d'utiliser le mode « M ».
• Temps d'exposition : les aurores se déplacent comme l'eau dans une rivière - parfois plus vite, puis plus lentement. Si l'eau, qui se déplace rapidement, est exposée pendant plus de 15 secondes, elle forme une surface laiteuse. C'est un spectacle magnifique pour la photographie de paysage, mais plutôt inapproprié pour les aurores. En effet, nous voulons préserver les structures des aurores et les photographier comme nous pouvons les voir en réalité de nos propres yeuxyeux. Ma recommandation est donc la suivante : exposez entre 5 et 25 secondes.
• Exception : si l'aurore se déplace rapidement dans le ciel, vous devriez choisir un temps d'exposition de 5 à 7 secondes. Si elle se déplace plus lentement, essayez un temps d'exposition de 10-25 secondes.

Le spectacle saisissant des aurores boréales. © Delil Geyik, tous droits réservés 

• Réglage de la sensibilité : il n'existe pas de sensibilité ISOISO idéale pour photographier les aurores boréales - cela dépend de la quantité de lumière supplémentaire dont vous avez besoin et de la façon dont la sensibilité ISO affecte les autres réglages, tels que la vitesse d'obturation et l'ouverture. Plus la sensibilité ISO est élevée, plus vous capterez de lumière, mais n'oubliez pas que les photos seront également plus granuleuses avec une sensibilité ISO élevée.
• Ouverture : considérez un objectif grand-angle rapide comme votre meilleur ami. Lorsqu'il s'agit de photographier le ciel nocturnenocturne, nous ne pouvons pas renoncer à la lumière. Un objectif grand-angle permet également une exposition relativement longue, ainsi qu'une plus grande section de la Voie lactée. Par conséquent, plus la distance focaledistance focale est courte, plus vous pouvez exposer longtemps. Le même principe s'applique à l'ouverture : plus le nombre f est petit ou plus l'ouverture est grande, plus la lumière peut tomber sur le capteurcapteur et donc plus le temps d'exposition est court.

Je vous souhaite de voir et de photographier de fabuleuses aurores boréales.