AURORE POLAIRE

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Aurore polaire

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Aurore polaire : principe de formation

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Aurore boréale

Aurore boréale
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Aurores polaires : classes d'intensité

Aurores polaires : classes d'intensité
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Spectres et mécanismes d'émissions

Pour l'essentiel, les émissions lumineuses aurorales proviennent de la désexcitation des composants neutres et ionisés de la haute atmosphère dont l'état excité, et éventuellement ionisé, résulte de l'impact d'une particule énergique ou d'une réaction chimique telle qu'une recombinaison radiative :

ou dissociative :
Ce sont surtout les électrons primaires incidents, d'énergie comprises entre une centaine d'électronvolts (eV) et quelques centaines de kiloélectronvolts, et les électrons secondaires d'énergie inférieure à 50 électronvolts, créés lors des collisions successives des électrons primaires avec les constituants neutres, qui sont à l'origine des processus d'excitation et d'ionisation. Le spectre de ces émissions traduit donc la composition de l'atmosphère dans la gamme d'altitude affectée par ces particules énergiques, c'est-à-dire de 90 à 300 kilomètres environ. Il est dominé par les bandes moléculaires et les raies atomiques de l'azote et de l'oxygène ou de leurs ions. Parmi les raies atomiques les plus intenses, on trouve des raies interdites de l'oxygène atomique, d'une part à 557,7 nanomètres (raie verte), résultat de la transition du niveau d'énergie 1S au niveau 1D, d'autre part à 630,0-636,4 nanomètres (raie rouge), qui résulte de la transition du niveau 1D au niveau 3P. À basse altitude, c'est-à-dire de 90 à 180 kilomètres environ, la raie rouge de l'oxygène est faible, car le temps moyen de collision de O (1D) avec les composants de l'atmosphère neutre est très petit devant le temps moyen d'émission de la raie 630,0 nanomètres (110 s) : les atomes dans l'état 1D ont donc une probabilité beaucoup plus grande de céder leur énergie aux autres composants de l'atmosphère au cours d'une collision que de se désexciter seuls en émettant un photon ; c'est le phénomène bien connu de désactivation collisionnelle. Par contre, la décroissance exponentielle de la densité atmosphérique lorsque l'altitude augmente entraîne une diminution identique de la fréquence des collisions et, au-delà d'environ 200 kilomètres, cette désactivat [...]

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Pour citer l’article

Jean-Jacques BERTHELIER, « AURORE POLAIRE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 août 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/aurore-polaire/