Écoutez les aurores polaires chanter

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[EN VIDÉO] Aurores boréales et australes : comment se forment-elles ?  Grâce à Adrien Mauduit, laissez-vous entraîner dans la contemplation de ces superbes aurores polaires qui se montrent aux hautes latitudes, dessinant d'immenses volutes mouvantes, au gré du vent solaire. 

On peut les admirer dans les ciels nocturnes près des pôles : les aurores polaires, en plus de danser dans le ciel, chantent ! Ou plutôt, murmurent : la vidéo ci-dessous provient d'une série d'enregistrements, où le son émis durant l'aurore paraît être un étrange sifflement. Ce phénomène était déjà soupçonné depuis des centaines d'années et relaté dans d'anciennes légendes, mais il a finalement été prouvé en 2012 par des chercheurs de l'Université d'Aalto, en Finlande. Ils ont démontré dans leur étude que le son entendu lors d'aurores boréales était créé à environ 70 mètres d'altitude, mais le mécanisme à l'origine était alors encore inconnu.

Cette vidéo de huit secondes est extraite d'un ensemble d'enregistrements de test qui ont été collectés dans le cadre du projet Auroral Acoustics (2000-2012).

Aujourd'hui, des chercheurs ont montré dans une étude que non seulement ce phénomène était assez commun et apparaissait même lorsque l'aurore n'était pas visible, mais ils ont aussi identifié l'origine de ces sons étranges ! Celle-ci était déjà suggérée depuis 2016, mais ils ont pu confirmer la théorie grâce à des campagnes d'observations et d'enregistrements effectuées en Finlande. Ils seraient créés par des décharges électriques qui se produisent au niveau de la couche d'inversion de température : une couche d'air dont la température croît avec l'altitude. On l'appelle couche d'inversion car normalement c'est l'inverse qui se produit, la température a tendance à diminuer avec l'altitude.

Plus exactement, le phénomène derrière le son des aurores a été décrit dans l'étude : « Après une journée calme et ensoleillée, l'air chaud au sol monte en transportant des ions négatifs pour former une couche d'inversion de température (TIL) à environ 70-100 mètres du sol. Au-dessus de cette couche, des ions positifs « pleuvent » de la haute atmosphère et s'accumulent dans la couche au-dessus de l'air chaud. Parce que le mouvement vertical de l'air est minime à l'inversion, ces deux couches continuent d'accumuler des charges formant finalement une structure comme un grand condensateur à plaques. L'activation d'une tempête géomagnétique génère le potentiel supplémentaire nécessaire entre les couches et déclenche les décharges. Il convient de noter que l'énergie pour les sons est chargée dans le condensateur pendant la soirée et la nuit, tandis que l'activité géomagnétique fonctionne comme un activateur pour les décharges. »

Les aurores polaires – boréales au nord, australes au sud – dépendent de l'activité solaire. Lorsqu'une tempête solaire survient, des particules chargées sont éjectées à grande vitesse du Soleil, c'est ce que l'on appelle les « vents solaires ». Comme elles sont chargées, elles subissent les effets du champ magnétique terrestre et s'accumulent alors aux pôles. Lorsque le champ magnétique terrestre ne suffit pas à les stopper, ces particules rencontrent celles de l'atmosphère et interagissent avec. C'est le résultat de ces interactions que nous observons ensuite : des photons sont émis, dont la longueur d'onde (donc la couleur) dépend du type de particule qui a interagi. © jamenpercy, Adobe Stock