Une nouvelle fenêtre pour les observations aurorales

Aurores vertes et rouges

Les aurores boréales sont l'une des manifestations les plus frappantes du lien entre le Soleil et la Terre. Les électrons du vent solaire peuvent être piégés et accélérés dans la magnétosphère terrestre avant de précipiter dans l'atmosphère.

Lorsque cela se produit, l'oxygène atomique émet de la lumière à 557,7 nm et 630 nm, produisant respectivement des aurores vertes et rouges. De plus, l'azote ionisé (N₂⁺) émet à 427,8 nm, générant des aurores bleues à basse altitude.

PLI capture des images d'aurores boréales

Afin de surveiller l'activité aurorale, l’IASB a développé divers instruments. En collaboration avec l'université de Tromsø, le Polar Light Imager (PLI) a été installé en octobre 2024. Ce système utilise des caméras commerciales équipées d'objectifs à grand champ et de filtres à bande étroite spécialement conçus pour cette expérience. Le PLI capture des images aurorales dans les trois principales raies spectrales associées aux aurores boréales.

De plus, une quatrième caméra, équipée d'un filtre H-alpha, est utilisée pour détecter les aurores protoniques. Lorsque les protons du vent solaire précipitent dans l'atmosphère terrestre, ils peuvent se recombiner avec des électrons, formant de l'hydrogène excité. Ce processus entraîne des émissions dans les raies spectrales H-alpha et H-bêta.

Détermination des paramètres clés des électrons précipités

Au-delà de la capture d'images fascinantes, PLI joue un rôle crucial dans la détermination des paramètres clés des électrons précipités, tels que leur énergie moyenne et leur flux. Pour ce faire, des modèles de transport d'électrons tels que Transsolo et Aeroplanets sont utilisés pour déterminer l’énergie des électrons basées sur les rapports des émissions spectrales, par exemple l'émission rouge à 630 nm par rapport à l'émission bleue à 427,8 nm.

Grâce à l'intelligence artificielle, les images seront bientôt classées en différentes catégories d'aurores, telles que les arcs stables, les aurores discrètes et les aurores diffuses. Chaque catégorie correspond à une phase différente des tempêtes géomagnétiques.

Ces images seront également intégrées dans une grande base de données afin de faciliter la reconstruction des émissions volumiques aurorales à l'aide de techniques de tomographie.