Les aurores boréales

Les aurores boréales (hémisphère nord) et australes (hémisphère sud) sont des phénomènes lumineux produits par l'interaction du vent solaire avec la magnétosphère terrestre. Le vent solaire est un flux continu de particules chargées (principalement protons et électrons) émises par le Soleil à 400–800 km/s. La magnétosphère terrestre — le champ magnétique de la Terre s'étendant sur 60 000 km côté jour, 600 000 km côté nuit — est notre bouclier magnétique naturel. Lorsque le vent solaire frappe la magnétosphère, les lignes de champ magnétique du vent solaire (IMF — Interplanetary Magnetic Field) interagissent avec celles de la Terre. Si l'IMF est orienté vers le sud (Bz négatif), il est antiparallèle au champ terrestre équatorial et se « reconnecte » — les lignes de champ se brisent et se reforment, permettant aux particules solaires de pénétrer dans la magnétosphère. Ces particules accélérées sont guidées le long des lignes de champ vers les pôles magnétiques, où elles plongent dans la haute atmosphère. Lorsque les particules (électrons principalement) entrent en collision avec les molécules d'azote (N₂) et d'oxygène (O₂ et O atomique) entre 100 et 300 km d'altitude, elles excitent ces molécules à des niveaux d'énergie supérieurs. En retombant à leur état fondamental, les molécules émettent de la lumière à des longueurs d'onde caractéristiques : oxygène atomique à 630 nm (rouge, couche haute > 200 km), oxygène atomique à 557,7 nm (vert, 100–150 km — la couleur la plus commune), azote en dessous de 100 km (rose/violet). La couleur de l'aurore dépend donc de l'altitude et de la composition atmosphérique à cette altitude.