physique

En Laponie suédoise, à l’aurore

C’est la saison des aurores boréales, ces phénomènes atmosphériques qui fascinent les photographes… et intriguent les scientifiques

Autour du lac gelé de Jukkasjärvi, près de la ville de Kiruna, la même scène étrange se rejoue tous les hivers: des groupes de touristes installent leurs appareils photos, pointent les objectifs vers le nord, et attendent les aurores boréales dans la nuit polaire. Ce soir-là, elles apparaissent sous la forme d’un voile blanc au-dessus de l’horizon, qui vire au vert, et se déplace lentement devant la Voie lactée. Et puis, quand la nuit est généreuse, c’est toute la voûte céleste qui pulse de lumières irréelles, se pare de draperies ondulantes saluées par des cris d’exclamation.

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Pour David Lind, de l’office du tourisme local, «les aurores sont devenues la raison numéro un de voyager en Laponie suédoise». La ruée est identique à Rovaniemi, en Finlande, ou à Tromsø, en Norvège, où des dizaines de tour-opérateurs scrutent le ciel dès le 15 août, quand les nuits commencent à devenir noires, jusqu’au 15 avril.

Ce tourisme de masse qui fait voyager des convois entiers de Japonais ou d’Américains entre 66 et 69 degrés de latitude, où ces phénomènes atmosphériques sont les plus visibles, est relativement récent. La fascination des hommes pour les aurores boréales, en revanche, est immémoriale.

Etranges  flammes

Pour Aristote, ou Sénèque, ce sont bien d’étranges «flammes» qui semblent consumer le ciel. Les aurores terrifient les populations pendant tout le Moyen Age et le mystère de leur apparition reste complet jusqu’à ce qu’un Français, de Mairant, au XVIIIe siècle, y voie l’influence du soleil.

L’intuition est bonne. Les aurores sont en effet le résultat de la collision entre les particules chargées émises par le soleil et la matière présente dans la haute atmosphère. Accéléré par le champ magnétique terrestre qui l’amène près des pôles, ce vent solaire va heurter des atomes d’oxygène et d’hydrogène qui vont restituer cet excès d’énergie en émettant des lumières riches d’enseignements.

«Le spectre des aurores est comme l’empreinte des phénomènes physiques et chimiques qui se déroulent là-haut, il apporte beaucoup d’informations», assure Urban Brandström, de l’IRF, centre de physique spatiale suédois qui s’est installé à Kiruna en 1957 pour étudier les aurores boréales. Contournant une réplique de Viking, le premier satellite suédois, le physicien monte sur le toit glissant de l’IRF où sont installées des coupoles abritant des caméras de haute précision ainsi que différents instruments de mesure.

Défi  scientifique

L’IRF, qui dispose aussi de stations automatiques réparties dans toute la Laponie, peut ainsi reconstituer les aurores en 3D, et se pencher sur l’un des plus beaux défis scientifiques de notre époque. «Les particules émises par le Soleil ne sont ni solides, ni liquides, ni gazeuses. C’est un plasma, un état très particulier de la matière où les charges électriques se déplacent librement, très difficile à comprendre. Les aurores sont donc une occasion unique d’étudier le comportement du plasma, qui n’existe pas sur terre – sauf dans les éclairs – mais constitue 99% de notre Univers.»

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Aujourd’hui, l’IRF conçoit des détecteurs embarqués dans des sondes et satellites qui orbitent autour de certaines planètes du système solaire telles que Mars. Mais Urban Brandström continue de traquer les aurores, tous les hivers, à l’ancienne. Comment les particules accélèrent-elles jusqu’aux régions polaires? Que cache la géométrie mouvante de leurs formes, que personne ne peut encore expliquer ou modéliser? Des recherches auxquelles les amateurs peuvent aussi participer en alertant les scientifiques, quand de nouvelles couleurs apparaissent dans le ciel.

En 2015, des Canadiens ont ainsi commencé à photographier un nouveau type d’aurores, sous la forme d’un ruban scintillant de couleur violette, éphémère, qu’ils ont baptisé «Steve». Le phénomène est observable à des latitudes bien inférieures à la normale et, surtout, il ne semble lié à aucune particule de haute énergie. Ces lueurs proviendraient-elles d’un mécanisme encore inconnu dans l’ionosphère? Ou bien comme le pensent les Samis, dernier peuple autochtone d’Europe, ces guovsahas seraient-elles la manifestation des âmes tourmentées d’hommes victimes d’une mort violente? Les aurores, vingt-quatre siècles après Aristote, n’ont pas encore révélé tous leurs secrets.

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