Aurore boréale : y a-t-il quelque chose de plus beau dans les terres célestes ?
1992/12/01 Mujika, Alfontso - Elhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
offrir. Formes différentes, tailles variables, vagues itinérantes de couleur. En ce moment, loin, la lumière sorcière a le ciel comme lieu de jeu. Les experts affirment que les ions, la magnétosphère, les décharges électriques... Mais la beauté du spectacle, le charme de cette lumière, ne peut être expliquée par les scientifiques. Aurore en Euskal Herria ? La magnétosphère agit comme générateur électrique
L'aurore boréale (également australe) est l'un des phénomènes les plus spectaculaires de notre planète. Sa beauté exceptionnelle est difficile à décrire. Il faut le voir. Aurora a attiré l'attention des humains dans l'antiquité. Ses descriptions se trouvent dans l'Ancien Testament, dans un texte du philosophe romain Sénèque et dans la littérature médiévale européenne. Et bien sûr, dans les cultures nordiques, les skis avec une riche tradition orale, les Athabasques indiens, les Laponiens, les Groenlandais et les tribus d'Asie du Nord ont transmis de génération en génération leurs fables sur l'aurore.
Dans ces cultures, les mystérieuses lumières du ciel, un phénomène proche, sont très enracinées. Tout au long de l'histoire, on a parfois pu voir l'aurore au-delà des latitudes typiques, effrayant les populations d'Italie et de France. En effet, dans l'aurore visible depuis les latitudes moyennes, la couleur rouge est généralement une composante importante et dominante, et la population européenne l'associait au sang et aux batailles, comme prédicateurs des sinistres et des dommages à produire.
Aurora: recherche scientifique
L'histoire de la recherche d'Aurora est longue. Pierre Gassendi, XVII. Mathématicien et philosophe du XXe siècle, il a utilisé pour la première fois le mot «aurore» pour désigner ce phénomène. Aurora, dans la mythologie romaine, était la déesse qui ouvrait les portes du ciel au char du Soleil, l'annonceur du jour.
Une des premières préoccupations des scientifiques a été de connaître l'altitude de l'aurore. Certains considéraient que l'aurore provenait de la basse atmosphère, c'est-à-dire au même endroit où se produisent les nuages. Henry Cavendish (1731-1810) et John Dalton (1766-1844) calculèrent l'aurore à une altitude comprise entre 80 et 250 km et le physicien norvégien Carl Stormer (1874-1957) calcula l'altitude avec précision. Pour ce faire, il a réalisé des clichés auroraux à partir de deux points très éloignés de la chanson. Plus tard, en appliquant la théorie triangulaire, il a calculé que le point le plus bas de l'aurore se trouvait à 100-105 km de la Terre.
Une attention particulière a été accordée à la fréquence d'apparition de l'aurore. En 1860, après une compilation exhaustive, longue et attentive des données, l'Américain Elias Loomis réalisa la première carte aurorale. Plus tard, en 1944, E.H. Vestin en fit un autre. Les données indiquent clairement que l'aurore apparaît le plus souvent autour d'une latitude de 65º et qu'à mesure que l'on avance vers des latitudes plus grandes ou moins, la fréquence diminue. À la fin du siècle dernier, ils ont commencé à utiliser les photographies pour étudier les aurores, mais la photographie de l'aurore n'est pas si simple. D'une part, parfois le mouvement de l'aurore est si rapide que même les films photographiques actuels n'ont pas pu enregistrer. D'autre part, l'aurore est un phénomène à grande échelle, de sorte que vous ne pouvez pas étudier correctement en photos d'un seul point, mais de nombreux points.
La question non répondue dans la première moitié de ce siècle était: quand l'aurore apparaît, voyez-vous dans tout le corail en même temps ou seulement en partie? Après l'analyse des photographies, en 1963, on arriva à la conclusion que l'aurore se voit simultanément à travers une étroite bande qui entoure le pôle et qui ne coïncide pas avec celle définie plus haut. Cette liste a été appelée aurora-obalo. L'ovale auroriale est fixé par rapport au soleil. La Terre fait un tour complet par jour sous l'ovale auriculaire. Par conséquent, en tournant la Terre, le territoire restant en dessous de l'ovale auriculaire change, c'est-à-dire contrairement à la zone auriculaire, l'ovale auroral n'a pas une situation géographique fixe dans le temps. L'ovale de l'aurore se déplace à l'intérieur de l'aurore, comme on le voit sur l'image arrière avec quatre cartes.
Les aurores boréales et les aurores australes étaient ou non le même phénomène. En 1967 un groupe de chercheurs voyageait en avion au-dessus de l'Alaska tandis qu'un autre voyageait au-dessus de la Nouvelle-Zélande. Les instantanés réalisés par l'un et l'autre ont montré que les deux aurores étaient produites simultanément.
Cependant, le principal problème est de savoir quel type de lumière émet l'aurore. La réponse nous donnera deux données importantes: d'abord, quel type d'atomes et de molécules sont les émetteurs de lumière et, deuxièmement, pourquoi ils émettent. Le paragraphe scientifique qui l'analyse en général est la spectroscopie et la spectroscopie aurore dans notre cas. Le prisme est l'instrument de base de la spectroscopie. En traversant le prisme, la lumière se décompose.
C'est le spectre. XIX. Jusqu'au début du 20ème siècle, la plupart des scientifiques considéraient l'aurore comme une lumière solaire reflétée dans les minuscules cristaux de glace suspendus dans le ciel. Selon cela, le spectre de la lumière aurore devait être égal à celui de la lumière solaire. Le physicien norvégien Angstrom (1814-74), utilisant le prisme, découvrit que le spectre auroral n'est pas continu, contrairement à celui de la lumière solaire. Il présente des lignes et des bandes de différentes couleurs, avec des zones sombres. Les lignes sont émises par les atomes et les bandes par les molécules (voir figure).
XIX. Au milieu du XXe siècle, les scientifiques savaient que l'on pouvait obtenir un spectre de lumière composé de lignes et de bandes en introduisant un gaz dans un tube de verre et en appliquant une haute tension entre les électrodes placées aux extrémités du tube. C'est le cas de la lumière néon. Par exemple, si dans un tube en verre étroit dans lequel le vide a été réalisé, le gaz néon est introduit et connecté à une source à haute tension, les électrons sont déversés de l'électrode négative au positif à travers le tube. Ces électrons heurtent les atomes de néon et leur état intérieur change. Les atomes sont excités. Mais les atomes de néon ne peuvent rester excités et reviennent à leur état initial. En retournant à son état originel, l'énergie captée au moment de son excitation est envoyée à l'extérieur en émettant la lumière : la célèbre lumière rouge. Mais seuls les atomes de néon peuvent émettre cette lumière rouge. Les scientifiques ont analysé le spectre émis par chaque type d'atome et de molécule.
De cette façon, on a pu connaître les atomes et molécules qui génèrent le spectre de la lumière aurore. Angstrom a découvert en 1868 que la lumière aurore la plus courante, verte blanchâtre, était une ligne verte dans le spectre. Cependant, jusqu'en 1925 on ne savait pas quel était l'atome qui générait cette ligne, car on a découvert que ce vert était produit par l'oxygène atomique (O). Dans l'atmosphère inférieure il y a de l'oxygène, mais dans les molécules (O 2 ). À l'altitude où l'aurore apparaît, les molécules d'oxygène sont séparées dans les atomes d'oxygène qui les composent. En outre, dans des conditions particulières, l'oxygène peut également émettre la lumière rouge foncé. C'est la lumière sanguine de l'aurore, qui terrorisait la population médiévale.
La spectroscopie nous découvre le mystère de l'aurore. L'aurore est un phénomène de décharge provoqué par l'entrée d'électrodes énergétiques dans la haute atmosphère polaire. L'atmosphère d'altitude dans laquelle l'aurore se produit est similaire à celle des tubes électroniques, c'est-à-dire que toute l'atmosphère supérieure est un tube de décharge géant.
Qui contrôle l'aurore ?
Nous savons que l'aurore change de forme, de taille et de couleur. Et il est parfois beaucoup plus visible et brillant que d'autres. Pourquoi ? Le soleil est le coupable. Si les conditions changent au soleil, le vent solaire change et cela provoque des changements au bord de la magnétosphère, où l'aurore se forme. Aujourd'hui, nous savons qu'après chacune des flammes qui se produisent dans le soleil, le vent solaire augmente. De plus, nous savons que la dynamique interne du Soleil a environ 11 ans. Lorsque l'activité solaire périodique est en plein essor (par exemple dans les années 1957-59, 1968-70, 1979-81 et 1990-92), les aurores sont plus abondantes et plus grandes.
Bien qu'ils mesurent entre 350 et 450 km de haut, les conditions du soleil peuvent atteindre des hauteurs allant jusqu'à 1000 km et des hauteurs rouges. Être si long peut être vu de très loin. Par exemple, en 1958, une aurore rouge a été vue du Mexique. Avant cela, le 4 février 1872, il se vit à Bonbaï, en 1909 à Singapour, en 1921 aux Samoa. Ces gigantesques aurores rouges étaient celles qui faisaient craindre au Moyen Age.
Influence des aurores
L'aurore est un phénomène de décharge, c'est-à-dire qu'il faut garder à l'esprit que le long du tissu d'aurore, dans l'ionosphère, à une altitude d'environ 100 km, coule un courant électrique de l'ordre d'un million d'ampères. Ce courant produit des interférences géo-magnétiques. Par exemple, cela peut entraîner un changement de jusqu'à 10° dans la boussole. En outre, en raison de la variabilité de l'intensité de ce courant, le champ magnétique variable associé produit des courants électriques dans les longs conducteurs situés sur la Terre, tels que les lignes de distribution d'énergie électrique, les lignes télégraphiques, les pipelines et les gazoducs. Il a également causé des dommages: détérioration des transformateurs, coupure des câbles de communication, etc.
Aurora est un phénomène complexe, mais pour profiter de la beauté de l'aurore, il n'est pas nécessaire de savoir physique. Il suffit d'aller à l'Agneau et de regarder le ciel la nuit.
Dans l'image ci-jointe E. Vous pouvez voir la carte réalisée par l'Américain Harry Vestine en 1944. Le nombre dans chaque courbe indique le nombre moyen de nuits que vous pouvez voir en aurore par an. Autour de la courbe numéro 243 est appelée auroraldea. Cependant, comme l'aurore dépend de l'activité solaire, lorsqu'elle est en plein essor (par exemple entre 1990 et 93), l'aurore apparaît plus souvent que celle indiquée sur la carte. Par ailleurs, bien qu'il ne soit pas vu sur la carte, le nombre de la ligne de fréquences traversant Euskal Herria est d'environ 0,5. Donc, en théorie, tous les deux ans nous pourrions voir l'aurore d'Euskal Herria, mais pour cela il faut un ciel et une nuit.
L'électron énergétique (e) est généré dans l'atmosphère élevée et heurte les molécules d'azote (N 2 ). Les électrons ont tellement d'énergie, où ils extraient un électron (e 1) de la molécule d'azote. Par conséquent, la molécule perd une charge négative et devient positive, c'est à dire, il est ionisé (N 2 ). Ces molécules ionisées émettent de la lumière ultraviolette que l'œil humain ne peut pas voir. Les électrons extraits (e 1) ont également de l'énergie et si sur le chemin ils heurtent un atome d'oxygène (O) excitent l'atome d'oxygène. Quand il revient à son état initial, il émet la lumière jaune-verte que nous voyons comme aurore.
Nous savons maintenant que l'aurore est un gigantesque phénomène de décharge qui entoure la Terre. Mais où est le générateur qui alimente l'énergie? L'énergie électrique associée à la décharge d'aurore est énorme: 10 12 km2 par an, soit 580 fois plus que l'énergie électrique annuelle consommée dans tout le pays basque.
Dans n'importe quel générateur électrique deux éléments sont nécessaires : le conducteur électrique et le champ magnétique. Lorsque le conducteur se déplace dans le champ magnétique, une force électromotrice est générée dans le conducteur. Dans le cas de l'aurore, on peut penser que le champ magnétique est le champ magnétique de la Terre. Et le conducteur ? C'est l'extérieur de l'atmosphère solaire, connue sous le nom de couronne. La température dans la couronne est d'un million de °C, de sorte que tous ses atomes et molécules sont ionisés, c'est-à-dire que la couronne est formée de particules de charge électrique.
Quand le vent solaire s'approche de la Terre, un creux se forme autour de la Terre, car les lignes du champ magnétique terrestre l'empêchent. Ce creux est la magnétosphère. Le champ magnétique solaire, « transporté » par le vent solaire, est associé au champ magnétique terrestre. Un faisceau de lignes de champ magnétique terrestre sort au-dessus de la région du pôle et se disperse dans le creux mentionné ci-dessus, se connectant aux lignes de champ magnétique du vent solaire au bord de la magnétosphère. C'est là que l'électricité est générée; lorsque les conducteurs (vents du soleil) se déplacent par le champ magnétique. L'électricité est produite sur tout le bord de la magnétosphère, dans le générateur solaire/magnétosphère. Les recherches ont montré que ce générateur a une tension de 100.000 volts et une puissance électrique de 1.000.000 MW (250 fois la puissance qui fourniraient simultanément les quatre réacteurs nucléaires souhaitant s'installer à Lemoiz et qui n'ont pas été chanceux).
Chaque générateur a besoin de deux terminaux. Le terminal positif du générateur Soleil-O-Magnétosphère se trouve sur le “jour” du bord de la magnétosphère (par rapport au Soleil) et le terminal négatif dans la “nuit”. Pour pouvoir obtenir la décharge électrique à partir de cette énergie électrique générée par ce générateur à haute atmosphère, il est nécessaire de connecter cette haute atmosphère aux terminaux et pour cela il faut des “conducteurs”, des “câbles”. Où sont les câbles ? À travers le gaz très ionisé de la magnétosphère, le courant électrique coule plus facilement que parallèlement aux lignes magnétiques. Les lignes de champ magnétique sont donc invisibles.
Comme indiqué, les lignes de champ magnétique terrestre de la région des pôles sortent des pôles et se connectent aux lignes de champ magnétique du vent solaire. Cependant, seules les lignes qui forment la surface du faisceau à partir du faisceau de lignes qui dépasse les pôles (et non celles qui sont reliées aux lignes solaires) sont connectées aux bornes. Par conséquent, l'énergie électrique des terminaux du générateur passe du terminal positif à la haute atmosphère de la région polaire et est renvoyée du terminal négatif, mais seulement à travers la surface du faisceau de lignes de la région polaire. Ce courant est formé principalement d'électrons. L'aurore surgit en heurtant ces électrons avec des atomes et des molécules de haute atmosphère.
Dans ces images, l'ovale auroral apparaît à différents endroits à différentes heures. La position du soleil est donnée par le point rouge dans le cercle. Comme on le voit, la plus grande étendue de l'ovale d'aurore (c'est-à-dire du territoire que l'on voit à la fois l'aurore) reste toujours sur le territoire qui se trouve à minuit.
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