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Un simulateur d’aurores polaires

Dossiers

L’ionosphère aurorale

Entrée dans l’atmosphère et production d’une aurore

Entre 500 et 100 kilomètres d’altitude, c’est à dire aux altitudes de vol de la navette spatiale ou des satellites en orbite basse, les particules précipitées vont heurter le mélange de gaz. Certaines collisions sont simplement élastiques, qui renvoient une partie du flux entrant vers l’autre hémisphère le long de la ligne locale du champ magnétique. D’autres collisions peuvent chauffer les électrons ambiants : sous l’effet de fortes précipitations, la température des électrons peut atteindre 9000 K à (...)

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L’ionosphère aurorale

Entrée dans la magnétosphère

En ce qui concerne les aurores, la Terre a une seconde caractéristique importante : c’est une planète magnétisée. En l’absence de vent solaire, la forme du bouclier magnétique de la Terre serait à peu près celle d’un dipôle, s’étendant dans n’importe quelle direction vers l’infini. L’interaction du bouclier géomagnétique et du vent solaire peut être comparée à celle d’un vent supersonique (Mach 8) sur une voiture : une onde de choc se forme à l’avant (à 15 rayons terrestres environ) et force les particules du (...)

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L’ionosphère aurorale

Vent solaire et éruptions

Regarder le Soleil à différentes longueurs d’ondes permet de voir sa surface à différentes altitudes sous la chromosphère. A 575 nm par exemple, on peut voir ses granulations, c’est à dire la surface de la couche convective.
Pour imaginer ce qui se passe, on peut procéder par analogie, en regardant bouillir une soupe épaisse dans une casserole. Les bulles de soupe les plus chaudes montent depuis le fond jusqu’à la surface et explosent. La flamme de la cuisinière représente le noyau nucléaire du (...)

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L’ionosphère diurne

Création de l’ionosphère

La Terre a une première caractéristique importante : elle possède une atmosphère, dont les principaux composants sont l’oxygène et l’azote moléculaires (c’est à dire deux atomes d’oxygènes ou d’azotes liée entre eux chimiquement) entre 80 et 105 km. Au-dessus de 200 km et jusque vers 600 km, l’oxygène atomique devient le composant majoritaire, les minoritaires étant l’hydrogène, l’hélium, l’argon et l’azote atomique. Les concentrations totales typiques sont un million de milliards de particules par mètre cube à (...)

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L’ionosphère diurne

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 (...)

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Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)