Spectre solaire

Le spectre solaire s’étend sur une large gamme de longueurs d’ondes, depuis le dixième de nanomètre (nm) jusqu’au mètre. Dans le visible - de 390 à 760 nm, il rayonne avec un maximum autour de 450 nm, c’est à dire dans le bleu. Ne nous méprenons pas ! Le Soleil n’est pas bleu pour autant ! Le mélange de toutes les couleurs, l’absorption de la lumière par l’atmosphère terrestre, aussi bien que la sensibilité de nos yeux nous le montrent jaune (et rouge au coucher). Cette partie du spectre a été étudiée depuis le 19ème siècle.

Néanmoins, la lumière visible a peu d’importance pour la haute aéronomie en comparaison de l’ultraviolet (100 à 390 nm) ou de l’extrême ultraviolet (20 à 100 nm). Les premiers sont en effet assez énergétiques pour exciter l’atmosphère, tandis que les seconds peuvent de surcroît l’ioniser, c’est à dire arracher un ou même plusieurs électrons d’un atome ou d’une molécule. Ces longueurs d’ondes sont arrêtées au-dessus de typiquement 80 km d’altitude. Il n’est donc pas étonnant qu’il ait fallu attendre une période récente pour en mesurer le spectre : lorsque Planck, en 1901, présenta sa théorie du corps noir, il était loin de suspecter la présence, dans la queue de distribution, d’un rayonnement aussi intense.
Le premier spectre dans ces gammes de longueurs d’onde a été obtenu en 1946, au cours des premières expériences à bord de fusées. En 1977, une compilation donnait lieu à un premier spectre de référence théorique. Cependant, les mesures avaient montré la grande variabilité du rayonnement U.V. en fonction de l’activité solaire. Dans la même période, trois satellites américains de la série Dynamics Explorer emportaient des spectrographes d’observation dans l’ultraviolet. Malheu­reusement, seul Dynamics Explorer E fut en état de fonctionner. Même si les progrès accomplis grâce à cet instrument furent considérables, un problème majeur résida dans le fait que ces flux étaient relatifs : il n’y avait pas d’étalonnage à bord. Les valeurs absolues furent obtenues en comparant avec des mesures simultanées à bord de fusées, puis, sur le long terme en corrigeant la dérive instrumentale estimée du spectrographe embarqué.

De 1980 à 1988, il n’y eut aucun instrument embarqué mesurant ce flux. On pu parler, pour décrire cette période, de ’’trou d’U.V.’’ ! Le satellite San Marco renoua avec cette mesure en 1988. A bord du satellite SOHO, pas moins de quatre instruments observent des parties du spectre solaire dans l’extrême ultraviolet. Malheureusement, plusieurs d’entre eux ne sont pas étalonnés, si bien qu’en ce début de siècle, nous sommes toujours incapables de dire, à un instant donné, combien de ces photons très énergétiques bombardent notre planète. En Mars 2001, peut-être un morceau du voile se déchirera-t-il avec le lancement du satellite américain TIMED.

Mis à jour le 16 septembre 2021