Aurores boréales vues par Smile : pourquoi la Terre ressemble à l'Étoile noire, et ce que l'ESA a dévoilé

Un globe sans nuages ni continents, ceint d'un anneau lumineux qui tourbillonne : on jurerait l'Étoile noire de Star Wars. Pourtant, c'est bien la Terre, filmée en ultraviolet par le satellite Smile. L'ESA a dévoilé la vidéo le 30 septembre. Voici ce que montre l'image, et pourquoi elle compte pour comprendre les tempêtes solaires.

En bref

• La caméra ultraviolette UVI de Smile filme la Terre entre 160 et 180 nanomètres, ce qui efface nuages et continents.
• La vidéo, dévoilée le 30 septembre par l'ESA, montre une sous-tempête aurorale observée au niveau de l'Arctique le 24 juillet.
• UVI filme désormais les aurores 45 heures d'affilée, un record, contre une quinzaine d'heures auparavant.

Le chiffre clé : 45 heures d'observation continue des aurores par UVI, contre une quinzaine pour les engins précédents.

Une caméra ultraviolette efface les nuages et laisse l'anneau

La Terre de cette vidéo n'a ni nuages, ni continents, ni océans visibles. Ce n'est pas un trucage. La caméra UVI du satellite Smile est un télescope ultraviolet, qui capte la lumière entre 160 et 180 nanomètres de longueur d'onde. Cette plage se situe en dehors du spectre de la lumière visible : le décor familier de notre planète disparaît.

Reste ce qui brille dans cette gamme. On distingue un anneau tourbillonnant, au niveau de l'Arctique. Ce sont des aurores boréales. Vues d'en haut, elles dessinent une couronne lumineuse autour du pôle, et c'est elle qui fait ressembler la Terre à l'arme la plus meurtrière de l'univers de Star Wars.

Les images datent du 24 juillet, soit seulement deux semaines après la mise en route de l'imageur UVI. L'Agence spatiale européenne (ESA) les a rendues publiques le mercredi 30 septembre, quelques jours après le feu vert donné à la mission pour démarrer ses observations scientifiques.

L'anneau montre une sous-tempête aurorale en plein déroulement

Les aurores naissent quand des particules du vent solaire sont guidées vers les pôles par le champ magnétique terrestre. Elles percutent alors les molécules de la haute atmosphère, qui se mettent à briller. Ce mécanisme est le même pour toutes les aurores, celles que l'on photographie depuis le sol comme celles que Smile observe depuis l'espace.

La vidéo montre plus précisément une sous-tempête aurorale. Il s'agit d'une perturbation du champ magnétique, causée par un afflux de particules du vent solaire. L'anneau qui s'agite à l'écran, c'est cet événement vu de dessus.

C'est le cœur de cible de la mission. Smile doit comprendre comment fonctionnent les tempêtes solaires et comment elles influent sur la magnétosphère terrestre. L'enjeu dépasse les belles lumières : ces tempêtes peuvent perturber, voire endommager, les satellites en orbite et des infrastructures au sol, comme les réseaux électriques et les communications radio, malgré la protection du champ magnétique.

45 heures de film d'affilée : un record qui change l'observation

L'ESA précise qu'UVI peut désormais filmer les aurores pendant 45 heures consécutives. C'est un record. Les engins précédents ne dépassaient pas une quinzaine d'heures d'observation continue.

La différence compte, car une tempête géomagnétique dure en général deux à trois jours. Avec quinze heures de film, les chercheurs ne voyaient qu'un fragment de l'événement. Avec 45 heures, ils en suivent une part bien plus large, sans coupure.

Voici les dates et chiffres à retenir sur la mission.

Repère	Date ou chiffre
Lancement de Smile	19 mai
Arrivée sur l'orbite définitive	20 juin
Images de l'aurore par UVI	24 juillet
Feu vert pour les observations scientifiques	23 septembre
Vidéo dévoilée par l'ESA	30 septembre
Observation continue d'UVI	45 heures, contre une quinzaine auparavant

Le télescope à rayons X n'a pas encore pu regarder la Terre

UVI n'est pas seul à bord. SXI, principale contribution européenne à la mission, est un télescope à rayons X « mous », c'est-à-dire peu énergétiques. Il doit observer pour la première fois en rayons X la frontière du champ magnétique terrestre. Pour cela, il capte la lueur émise quand les particules du vent solaire heurtent la haute atmosphère.

Ses premières images de test montrent les restes d'étoiles qui ont explosé en supernova. L'un se trouve dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie voisine de la nôtre. L'autre, Cassiopée A, appartient à la Voie lactée.

Pointé vers la Terre, SXI n'a en revanche pas encore livré d'image exploitable. L'ESA explique que la caméra fonctionne bien, mais qu'elle capte pour l'instant trop de lumière parasite dès qu'elle regarde notre planète. Les équipes européennes et chinoises modifient des réglages et installent des mises à jour logicielles à bord pour réduire ce défaut.

Mi-octobre : la date à surveiller pour la suite de la mission

La gêne devrait aussi diminuer d'elle-même. Smile pointe de plus en plus loin de la Terre, et le pôle Nord, à l'approche de l'hiver, émet moins de lumière. La lumière parasite devrait atteindre son minimum à la mi-octobre.

SXI pourrait alors prendre sa première image exploitable de la magnétopause, la frontière où le vent solaire rencontre le champ magnétique terrestre. Il pourrait aussi viser le cornet polaire nord, une brèche du champ magnétique au-dessus du pôle.

Pour l'observateur, une chose à garder en tête : ces vues ultraviolettes ne montrent pas ce que l'œil perçoit. Elles complètent les photos prises depuis le sol, en montrant l'aurore dans son ensemble, comme un anneau autour du pôle. La mission, européano-chinoise, vient tout juste de commencer son travail scientifique.

Vos questions

Pourquoi la Terre ressemble-t-elle à l'Étoile noire sur cette vidéo ?

La caméra UVI de Smile capte l'ultraviolet, pas la lumière visible, donc ni nuages ni continents n'apparaissent. Il ne reste qu'un anneau tourbillonnant, formé par les aurores boréales au niveau de l'Arctique. Cet anneau sur un globe sombre évoque l'arme de Star Wars.

Peut-on voir ces aurores à l'œil nu sous cet aspect ?

Non. L'imageur travaille entre 160 et 180 nanomètres, une plage hors du spectre visible. C'est pour cela que le décor habituel de la Terre est absent de la vidéo dévoilée par l'ESA le 30 septembre.

Quand Smile livrera-t-il ses premières images en rayons X de la Terre ?

Pas encore : SXI capte trop de lumière parasite quand il regarde la Terre. Les équipes ajustent réglages et logiciels, et la gêne devrait atteindre son minimum à la mi-octobre. SXI pourrait alors prendre sa première image exploitable de la magnétopause ou du cornet polaire nord.

Sources : numerama.com.