[Brèves] De mystérieuses dunes lumineuses dans le ciel intriguent les scientifiques


De mystérieuses dunes lumineuses dans le ciel intriguent les scientifiques

Un nouveau type d’aurores boréales a été observé dans le nord de l’Europe ces dernières années. Leur lumière diffuse et striée dans le ciel évoque des dunes de sable. Maxime Grandin, chercheur breton en Finlande, a réalisé plusieurs études sur le sujet et nous en dit plus sur cet étrange phénomène atmosphérique.

Maxime Grandin, originaire de Saint-Jean-sur-Vilaine (Ille-et-Vilaine), est chercheur à l’Université d’Helsinki (Finlande) depuis sept ans et demi. Après plusieurs années à étudier les aurores boréales, il s’est récemment penché sur un phénomène atmosphérique encore peu connu : des formes lumineuses dans le ciel qui évoquent des dunes de sable.

Le 4 mai, avec plusieurs de ses collègues, il a signé une étude publiée dans la revue scientifique de l’American Geophysical Union (AGU), qui permet d’en apprendre davantage sur la formation de ces « dunes » célestes, qui diffusent leur lumière comme des ondes dans le ciel. Entretien.

Maxime Grandin, pouvez-vous déjà nous expliquer comment se forme une aurore boréale « classique » ?

À la base, tout part de particules chargées (des électrons et des protons) qui viennent de l’espace et se précipitent dans l’atmosphère. Elles vont rencontrer sur leur chemin des atomes d’oxygène, des molécules d’azote, des composants de l’atmosphère. Elles vont alors perdre une partie de leur énergie en entrant en collision, vont exciter ces éléments de l’atmosphère. Pour perdre l’excédent d’énergie qui leur a été communiqué par les électrons, ces éléments émettent alors un photon, un « grain » de lumière en quelque sorte, provoquant l’aurore.

Sous quelle forme se présente une aurore « dune » ?

Déjà, elle est de couleur verte. Elle se trouve à environ 100 km d’altitude. C’est une aurore plutôt diffuse, complètement différente d’un arc auroral bien délimité et bien brillant. Au contraire, ces aurores « dunes » sont moins lumineuses. En fait, il faut imaginer un genre de champ qui présente des bandes plus ou moins intenses, mais régulières.

Elles apparaissent aussi lors d’aurores boréales classiques, un peu à l’écart de l’arc auroral principal qui, lui, est bien plus visible. On n’y prête très peu attention en fait, ce qui explique sans doute leur découverte uniquement aujourd’hui, car on se focalise surtout sur l’arc lorsqu’on regarde une aurore boréale.

https://youtu.be/F6xM-XY6NYg


Et cette appellation poétique de « dunes », d’où vient-elle ?

Quand on discutait avec les citoyens scientifiques finlandais, qui nous ont aidés pour notre première étude, assez vite, il y a une personne qui a lancé, dans une conversation : « Ça m’évoque une forme de dune dans le désert… » C’est assez imagé, et sans trop chercher plus loin, ça collait. On a adopté ce mot sans trop réfléchir, ça s’imposait comme une évidence.

Qu’apporte votre étude aux précédents travaux sur ces aurores ?

Notre toute première étude sur les « dunes », publiée en janvier 2020, se terminait sur une interrogation. Comment se forment-elles ? On n’avait pas les données qui permettaient de trancher. Avec cette nouvelle étude, grâce à la récupération de données satellites, on a davantage de certitudes. Déjà, il s’agit bien d’un phénomène auroral. Les données satellites des précipitations d’électrons depuis l’espace confirment qu’il y avait des précipitations dans les régions où les dunes ont été observées.

On s’est aussi rendu compte qu’au niveau des dunes, on a une région de la mésopause (zone de l’atmosphère terrestre) où la température se remet à augmenter. La présence de cette inversion de température produit des conditions qui permettent à un mascaret mésosphérique de se propager dans la mésosphère. Un mascaret, c’est cette espèce de vague ondulée qui remonte une rivière. Et bien, là, c’est ce qui va créer les sortes d’ondes, de bandes alternées, que l’on observe…

L’aurore apparaît dans le ciel sous la forme d’ondes lumineuses. (Photo : Graeme Whipps / DR)
En avant de l’arc principal lumineux de cette aurore boréale, on peut voir une aurore « dune », un peu moins brillante. (Photo : Kari Saari / DR)

Où a-t-on les plus de chances de voir ces dunes ?

En l’état des connaissances, je dirais que c’est plutôt vers la moitié sud de la Finlande, ou dans les latitudes similaires en Norvège, en Suède, ou alors au nord de l’Écosse. Mais pour l’instant, ce n’est pas suffisamment clair. On a relativement peu d’événements qui nous ont été remontés. Mais pour ceux qui voudraient voir des dunes, il faut beaucoup de chance. Je leur conseillerais d’abord d’essayer de voir une aurore boréale « normale ».

Y a-t-il une période où elles ont davantage tendance à apparaître ?

Il y en a sans doute plusieurs fois par an, mais ce n’est pas très courant. La quasi-totalité des événements de dunes qu’on a observés se situent autour du mois d’octobre. Peut-être qu’il y a un phénomène saisonnier, mais pour l’instant on n’en est pas sûrs.