Trois choses que vous ne saviez pas sur les étoiles et les aurores boréales

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Les étoiles sont de gigantesques boules d’hydrogène qui tournent dans l’espace, à des millions d’années-lumière de nous. Sur la plupart, il y fait tellement chaud, que la matière n’est ni du liquide, ni du solide, ni du gaz, mais du plasma, un autre état similaire au feu ou à la foudre.

Au cœur d’une étoile comme le Soleil se produit la fusion nucléaire. Plusieurs atomes d’hydrogène se fondent pour en former un nouveau, l’hélium. Chaque atome qui fusionne produit de l’énergie. Comme dans le Soleil, 600 millions de tonnes d’hydrogène se changent en hélium chaque seconde, cela fait une énorme quantité d’énergie.

Celle-ci se manifeste sous forme de lumière, qui arrive vers nos yeux. Les étoiles que l’on voit la nuit, ce n’est que cette énergie qui traverse l’espace jusqu’à nos rétines. Si la lumière du Soleil ne met que huit minutes pour arriver jusqu’à nous, celle des autres étoiles met bien plus longtemps tellement elles sont loin. La lumière de l’étoile la plus proche de notre système solaire, Proxima du Centaure, met quatre ans pour arriver sur Terre.

Mais toutes les étoiles ne brillent pas. Certaines n’ont jamais réussi à produire assez de chaleur pour provoquer une fusion, et d’autres ont épuisé tout leur hydrogène, et finissent donc par s’éteindre.

Les aurores polaires sont des phénomènes qui éblouissent le ciel à quelques endroits sur Terre seulement. Dans l’hémisphère nord, on les voit dans des régions proches du Pôle Nord (Alaska, Canada, Groenland, Russie, Scandinavie). Pour les observer, il faut attendre la période entre les mois d’octobre et de mars, et profiter d’un ciel de nuit découvert et sombre. Dans cette partie du monde, on appelle ces phénomènes les aurores "boréales". Mais il existe aussi des aurores "australes", qui ont lieu près du Pôle Sud.

Mais pourquoi n’en voit-on jamais ailleurs ? Et bien, à cause du champ magnétique. Lorsque notre étoile provoque une forte éruption solaire, elle lâche dans l’espace une tempête de plasma en direction des planètes qui l’entourent. Lorsqu’elles arrivent à proximité de notre atmosphère, les particules de plasma utilisent le champ magnétique de notre planète pour se déplacer, ce qui les amène vers les pôles, les deux endroits les plus magnétiques sur Terre. C’est là qu’elles entrent en collision avec les molécules gazeuses de notre atmosphère.

Le choc lâche des photons, des particules de lumière. C’est le même phénomène qui se produit lorsqu’on envoie de l’électricité dans un néon, rempli de gaz du même nom : de la lumière apparaît. L’énergie dégagée par la rencontre explosive devient visible à nos yeux. Mais la Terre n’est pas le seul endroit dans l’univers où l’on peut admirer des aurores polaires. D’autres planètes, comme Jupiter, Neptune, Uranus ou Vénus, en montrent fréquemment à nos télescopes.

Pendant longtemps, les êtres humains ont regardé les aurores boréales sans comprendre ce qu’elles étaient. Pour certains, il s’agissait de phénomènes surnaturels. Les Vikings pensaient, par exemple, qu’elles étaient provoquées par les armures des Valkyries.

Pourtant, si elles ont l’air surnaturel, elles ne sont pas magiques, mais bien physiques. Alors, pourquoi ont-elles l’air si irréelles à nos yeux ?

D’abord, à cause de leurs couleurs. Les aurores varient de teinte en fonction des particules de gaz avec lesquelles le plasma entre en collision. L’oxygène donne du vert, l’azote du bleu et du rouge. Comme ces particules ne se trouvent pas aux mêmes hauteurs, une aurore peut avoir plusieurs couleurs superposées. En général, les aurores vertes se produisent entre 120 et 180 km d’altitude, les bleues et violettes en dessous de 120 km et les rouges vers 90 km.

Mais la couleur dépend aussi de l’intensité de l’éruption solaire. Plus il y a de plasma, plus il y a de réactions dans l’atmosphère, plus la gamme de couleurs sera variée. Les aurores violettes surviennent lorsque l’intensité est à son maximum.

Lorsque l’on compare des photos d’aurores polaires et lorsque l’on en voit en vrai, on a l’impression que la couleur sur photo est bien plus vive que ce que voient nos yeux. Ce changement de couleur n’est pas surnaturel. Notre œil n’est pas aussi bien équipé que nos appareils photos pour capter ces couleurs dans un ciel nocturne. Souvent, lorsqu’on va les observer de nos propres yeux, on verra plutôt des couleurs pâles, tirant vers le gris.

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