L' environnement créatif
et les précurseurs
Des " nuages de gaz enflammé "
qu' Anaximène aperçut en 593 avant J.-C sont sans doute
une aurore polaire. Les taches solaires sont connues des astronomes chinois
depuis le XVème siècle. Mais le phénomène
reste inexpliqué pour Galilée (1564-1642) qui utilise pour
la première fois le terme "aurore boréale" bien
qu'il connaisse les taches solaires sombres, plus froides et à
champ magnétique élevé sur la surface du soleil.
En 1730, Celsius et Hjorter avaient remarqué
une déviation du champ magnétique indiqué par la
boussole lors d' aurores importantes. . En 1741, l'astronome suédois
Anders Celsius s'était aperçu que les rayures lumineuses
des aurores semblaient suivre les lignes de force du champ magnétique
terrestre 
Après le développement dès
1832 du magnétomètre de Gauss (1777 -1855), les variations
du champ magnétique à court et long terme avaient pu
être mesurées. En 1851, l' astronome écossais John
Lamon publie un article : le champ magnétique terrestre semble
varier avec une période d'environ 10 ans. Mais il faudra encore
près de 100 ans pour découvrir et prouver la relation entre
géomagnétisme et activité cyclique du soleil. En 1879 H. Becquerel propose une explication
par la précipitation de particules chargées originaires
du soleil guidées par le champ magnétique terrestre jusqu'aux
régions aurorales. Des physiciens comme Röentgen, d' autre
part, se sont intéressés aux rayons cathodiques découvrant
ainsi les rayons X en 1895. De même W Crookes connaissait la charge
négative de la cathode qui émettait un rayonnement dévié
par les champs électriques et magnétiques.
Au cours du XIXe siècle, quelques 27
théories scientifiques ont tenté d'expliquer, sans succès,
le phénomène des aurores. Certains astronomes avaient fait
une association entre les taches solaires et les aurores qui étaient
anormalement intenses. La ressemblance des aurores
boréales avec la luminescence des rayons
cathodiques dévié par les champs électrique et
magnétique fait penser à K O Birkeland que, peut-être,
les aurores sont dues à un rayonnement solaire.
Une hypothèse à vérifier ... Le physicien norvégien
monta une expérience en 1895, inspirée de Gilbert, avec
une sphère magnétisée nommée "terrella".
La sphère était placée dans une chambre à
vide de verre. Il bombarda cette "terrella" par un faisceau
d'électrons : l'air résiduel de chambre à vide laissait
la trace de leur passage. La décharge suivait les lignes du champ
magnétique (lignes de force) et convergeait près des pôles
magnétiques de la "terrella".  (Birkeland et sa
"terrella")
Dans
lenceinte vide dair est suspendue une boule (la Terre) magnétisée
et recouverte dun matériel fluorescent. Dans un angle de
lenceinte est disposé un émetteur dénergie
(le Soleil) relié par des électrodes à une machine
à injecter du courant. Lingénieur Brundtland actionne
les boutons : les particules solaires électrons et protons
sont bombardées contre la Terre; le flot continu dénergie
achoppe contre le bouclier que constitue le champ magnétique, et
il contourne la Terre pour se faufiler vers les deux pôles doù
partent les boucles du champ magnétique. Les particules produisent
une débauche dénergie: ainsi naissent simultanément
deux aurores polaires, une au nord (dite boréale) et lautre
au sud (dite australe), bien visibles à travers les vitres de la
boîte du professeur.
En 1896, K. O Birkeland remarqua
également que les tempètes magnétiques du champ terrestre
étaient causées par une suractivité du soleil. Edward
Maunder, de l' Observatoire de Greenwich, découvrit d' autre part
que ces tempètes d'une période de 27 jours correspondaient
à la période de rotation du soleil et coïncidaient
avec la présence de grosses taches près du méridien
solaire. Il en conclut qu'elles provenaient d'un rayonnement solaire local
qui mettait environ 1 jour à atteindre la terre. Prof. Størmer
établit que le maximum d'aurore boréales se trouvaitde 1
à 2 ans après le maximum des taches solaires.  Relation établie
par Sophus Tromholtsentre
(de 1780 à 1880): * le nombre de taches
solaires *le nombre de jours
avec aurores boréales
Le mathématicien français Henri Poincaré, et 50 ans
plus tard, avec plus de détails le suédois Hannes Alfvén
analysèrent le mouvement de ces électrons, et conclurent
qu'ils étaient guidés par des lignes de champ magnétique,
comme des perles sont enfilées sur un fil. De son expérience
sur "la terrella", Birkeland avait deviné que l'aurore
était causée par des électrons en provenance du Soleil,
guidés par les lignes du champ magnétique vers les pôles
terrestres. Ces électrons produisaient alors une décharge,
lorsqu'ils atteignaient la haute atmosphère. Ses observations au Nord de la Norvège
en 1902 et 1903 ont confirmé ses hypothèses et montré
que des courants électriques circulant le long des lignes du champ
magnétique terrestre sont à l'origine des aurores. Des
jets de plasma (formé de protons et d'électrons ) éjectés
par le Soleil viennent exciter les molécules d'oxygène,
d'azote et d'ozone qui composent l'atmosphère de notre Terre, créant
ainsi ces magnifiques jeux de lumière encore appelés les
aurores polaires. La réponse à la question de
l'origine des couleurs et de la luminescence des gaz ne fut trouvée
qu'après la théorie atomique de Niels Bohr de 1913. Quant
à la hauteur des aurores boréales, elle fut mesurée
par Stormer dansles années 1920. Les observations par satellites ont confirmé
la relation de cause à effet entre taches solaires et aurores boréales
(australes) |