Astronomie

Va-t-on revoir des aurores polaires comme celles du 10 mai ?

Publié le 16 mai 2024

Dans la nuit du 10 au 11 mai, un intense orage magnétique venu du Soleil a entraîné de spectaculaires aurores, visibles notamment en France. Un nouvel événement du même ordre n’est pas à exclure en raison de l’activité actuelle de notre étoile.

Va-t-on revoir des aurores polaires comme celles du 10 mai ?

Des lueurs rouges, parfois verdâtres, se sont imposées dans le ciel de l’Europe dans la nuit du 10 au 11 mai. Si les aurores polaires (boréales pour celles de l’hémisphère nord et australes pour l’hémisphère sud) sont des phénomènes relativement courants, en revanche, leur visibilité à des latitudes plus basses comme celles de Paris ou Toulouse reste exceptionnelle. Ainsi que nous l’a confié Alexis Rouillard de l’IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie), «observer des aurores en France, ce n’est pas tous les jours».

Pour autant, de telles draperies célestes peuvent-elles à nouveau s’inviter dans les semaines et mois à venir ?

Audio : écoutez la rubrique Toulouse Capitale des Etoiles sur le retour des aurores boréales (3:23 mn)

Mise à jour du 30 mai

Les taches solaires à l’origine des aurores du 10 mai sont de retour !

Du fait de la rotation du Soleil, ce groupe catalogué 3664 est récemment redevenu visible* depuis la Terre, changeant au passage de référence pour 3697. Cette région qui était 15 fois plus grande que notre planète en mai semble toujours très active puisqu’elle a été le siège d’une éruption de niveau R3 (sur une échelle de 5) le 29 mai.
L’organisme américain NOAA estime que 3697, avec l’autre groupe de taches 3691, pourrait bien connaître dans les jours à venir d’autres éruptions. Cela ne signifie pas obligatoirement que des aurores identiques à celles du 10 mai se produiront (beaucoup d’autres paramètres entrent en jeu). En revanche, une telle activité correspond au fait que notre étoile est en 2024 dans le maximum de son cycle de 11 ans.

(*) Nous rappelons que regarder le Soleil sans équipement adéquat (filtres certifiés notamment) peut vous faire perdre la vue.

Une éruption issue du groupe 3697 (cercle) sur le Soleil saisie le 29 mai 2024 par le satellite SDO (Solar Dynamics Observatory) de la NASA.
© NASA

Un «cadeau» de l’activité du Soleil

Les aurores sont une conséquence de l’activité de notre étoile lorsqu’elle interagit avec le champ magnétique de la Terre puis son atmosphère. La vidéo ci-contre de l’université d’Oslo en explique les grands principes. À 1:45, l’animation montre une éjection de masse coronale (ou CME pour Coronal Mass Ejection en anglais) issue du Soleil. Il s’agit de particules chargées. Elles atteignent Mercure puis Vénus (ce qui n’est pas systématiquement le cas, car tout dépend de leur position sur leur orbite respective) et enfin la Terre à 3:10. On voit alors que l’interaction avec le champ magnétique de notre planète canalise certaines particules chargées vers les pôles, ce qui cause une aurore de jour qui n’est pas visible. Ensuite, vers 3:25, l’animation montre un phénomène dit de reconnexion magnétique qui renvoie les particules chargées vers la Terre le long des lignes magnétiques, cette fois-ci pour créer des aurores nocturnes, comme celles du 10 mai.

Les aurores du 10 mai 2024 photographiées en pleine agglomération allemande par Anne Grudzien.
© Anne Grudzien (également pour l’image en début de l’article)

Un orage
à 3000 km/s

Alexis Rouillard explique qu’il faut distinguer ces particules chargées des rayonnements UV (ultraviolet) ou X également émis en quantité par l’activité de notre étoile. Ces derniers atteignent la Terre en environ 8 minutes puisqu’ils se déplacent à la vitesse de la lumière. En revanche, les particules chargées émises à l’occasion d’éruptions solaires ou d’éjections de masse coronale se déplacent plus «lentement» tout en pouvant atteindre «jusqu’à 3000 km par seconde*» note le scientifique qui ajoute que «la majorité des orages magnétiques ainsi créés atteignent la Terre en environ 2 jours». Ce sont bien évidemment ces particules, du plasma, qui vont entraîner des aurores selon le mécanisme mis en image par la vidéo de l’université d’Oslo. Le trajet Soleil-Terre dépend aussi des lignes de champ magnétique de notre étoile ainsi que du vent solaire (plus lent). Néanmoins, les scientifiques parviennent aujourd’hui à prévoir quand notre planète sera «frappée». L’orage magnétique à l’origine des spectaculaires aurores du 10 mai est d’ailleurs arrivé à la date calculée, faisant dire à Alexis Rouillard que «le modèle de propagation a été correct».

(*) Ce qui donne un peu plus que 10 millions de km/h !

Une question de couleurs et… d’intensité

Ainsi que nous l’a détaillé Alexis Rouillard, les couleurs des aurores viennent du fait que les particules chargées issues du Soleil et canalisées vers les pôles «déposent leur énergie au sein des atomes de l’atmosphère terrestre». Les collisions avec l’oxygène produisent alors les couleurs vertes (100 à 300 km d’altitude) ou rouges (300 à 400 km) tandis que le rose et rouge foncé proviennent de l’azote (environ 100 km). L’hélium et l’hydrogène expliquent le bleu et le mauve.
En revanche, la visibilité des aurores du 10 mai aux latitudes de la France métropolitaine, au lieu des classiques altitudes plus au nord des pays scandinaves par exemple, tient à l’intensité du phénomène ainsi qu’à l’heure de son arrivée. «Un orage rapide avec un champ magnétique intense et qui est arrivé à la tombée de la nuit» (pour l’Europe) résume le scientifique. Le principe est que plus l’orage magnétique est intense, plus les aurores qui en résultent sont visibles à des latitudes basses.

Impressionnantes draperies vertes à l’occasion d’aurores au-dessus du Yellowstone aux États-Unis en 2011.

En médaillon, Alexis Rouillard de l’IRAP qui a répondu à nos questions pour cet article.
© Agence Spatiale Canadienne/Université de Calgary/Astronomy North – CNRS pour Rouillard

D’autres aurores prochainement visibles en France métropolitaine ?

Pour mieux comprendre où se situe en intensité l’orage magnétique du 10 mai, Alexis Rouillard nous a indiqué que selon une échelle dite Dst il avait été évalué à -430 nanotesla. Le D de Dst signifie Disturbance (perturbation) et st vient de storm, orage en anglais. Le Tesla (en hommage au physicien Nikola Tesla) est une unité de mesure des champs magnétiques.

Avec -430 nanotesla, le 10 mai était donc à la hauteur de ce qu’il s’était passé lors des aurores d’Halloween 2003 et c’est pourquoi on a parlé d’un phénomène jamais vu depuis un peu plus de 20 ans. À titre de comparaison, l’exceptionnelle tempête solaire de 1859 (ou événement de Carrington, car étudié par l’astronome britannique Richard Carrington) a été estimée à -1400 nanotesla. Lors de celle-ci, la lueur des aurores permettait de lire un journal la nuit, même à des latitudes basses !

Des conditions favorables

Cela signifie-t-il qu’un 10 mai ne peut pas se produire avant une vingtaine d’années ? Pas forcément puisque le Soleil connaît en 2024 un maximum de son cycle de 11 ans et, sans surprise, une activité plus forte de notre étoile induit des aurores potentiellement plus fréquentes et plus basses en latitude. De plus, les régions actives sur le Soleil à l’origine des aurores du 10 mai vont, du fait de la rotation de celui-ci, revenir vers une position où elles pourront à nouveau envoyer vers la Terre des flots de particules chargées. Pour Alexis Rouillard, «potentiellement, dans 24 jours et les mois qui suivent, il peut y avoir des conditions favorables». Les 24 jours concernent le retour des régions actives et les mois le fait que le Soleil est au maximum de son cycle de 11 ans.

Les aurores du 10 mai ont été visibles à des latitudes basses, y compris celles de la Floride (environ 26° nord) comme l’atteste ce tweet de Michael Seeley notamment connu pour ses photos liées aux activités du centre spatial Kennedy ou de la Cape Canaveral Space Force Station.
© Capture d’écran X/Michael Seeley

Le site SpaceWeatherLive donne un bulletin de météo spatiale en temps réel ainsi que des tendances pour les jours à venir. Un outil en ligne efficace pour savoir si des aurores seront visibles.
© Capture d’écran/SpaceWeatherLive

Conseils d’observation

Certes, la réponse a un peu un air de peut-être bien que oui, peut-être bien que non… Les connaissances actuelles sur l’activité de notre étoile ne permettent pas en effet d’en dire plus.
En revanche, la surveillance de cette activité nous donne la possibilité de prévoir la survenue d’orages magnétiques et même d’évaluer la visibilité des aurores. Des sites web spécialisés tel SpaceWeatherLive suivent en temps réel la météo spatiale et proposent des tendances pour les jours à venir. Vous y trouverez notamment l’indice d’activité géomagnétique Kp qui va de 0 à 9. Pour des aurores visibles en France métropolitaine, le minimum est Kp7 qui correspond à une tempête de niveau G3, cette échelle allant jusqu’à 5. Le 10 mai était un événement G5. Sur X (anciennement Twitter) , plusieurs comptes scientifiques ou de passionnés signalent la survenance d’aurores, comme celui de l’astrophysicien Éric Lagadec.

Si les conditions sont à nouveau favorables, les conseils d’observation sont les suivants.

Tout d’abord, gardez à l’esprit que les très belles images fréquemment publiées amplifient le phénomène puisque les appareils photo captent plus efficacement que l’œil humain la lueur des aurores. Il en est de même pour les smartphones récents, souvent étonnants du fait de capacités intégrées pour les photos de nuit.

Avant tout, il faudra s’éloigner des sources de lumière parasite, donc la plupart du temps quitter les centres urbains. Si vous avez un éclairage sur votre balcon ou votre terrasse, et même si vous êtes en dehors d’une agglomération, éteignez-le, car il vous éblouira.

En revanche, inutile de prévoir un instrument (jumelles ou télescope) : vos yeux embrasseront naturellement l’ampleur du spectacle qui s’étale assez largement sur la voûte céleste.

On s’oriente bien évidemment vers le nord.

Indispensable météo spatiale

Pour conclure, n’oublions que derrière la beauté des aurores se cache un phénomène qui peut fortement perturber les activités humaines. Les transmissions radio subissent des altérations notables et en 1989 le réseau électrique du Québec a subi une panne de plusieurs heures en raison des courants induits par un orage géomagnétique.
Alexis Rouillard rappelle que les tempêtes solaires affectent aussi les satellites avec des effets connus et suivis sur la précision des systèmes de géolocalisation (GPS ou Galileo par exemple). Plusieurs initiatives coordonnées au niveau international consistent à surveiller notre étoile et établir des prévisions de météo spatiale afin que les organismes et entreprises (opérateurs de satellites notamment) concernés prennent des mesures de protection si nécessaire. Le scientifique de l’IRAP souligne que «la France est de plus en plus active» dans ce domaine.

Vidéo de Guillaume Cannat sur les aurores du 10 mai réalisée depuis le causse Méjean, dans la Réserve internationale de ciel étoilé du parc national des Cévennes.