ARC LUMINEUX

On distingué très-facilement les étoiles à travers ce segment noir dans le nord de l’Europe et en Allemagne: une foule d'observateurs en ont fait la remarque, il est trésHiifficile de dire quelle est la nature de ce segment : H y a à cet égard des conlradiclions entre les physiciens qui ont observé dans les hautes latitudes. M. Struve s’exprime à ce sujet de la manière suivante : « Le stratus qui repose sur l’horizon septentrional et parait être le fond de toutes les aurores boréales que j’ai vues depuis long-temps à Dorpat (lat. 58» 21' N.), n’est point un nuage, mais seulement le ciel plus sombre; bien souvent, lorsqu’il était très-noir et très-élevé au-dessus de l’horizon, nous avons vu les étoiles sans que leur éclat fin affaibli. Son aspect sombre est un effet, de contraste avec l’arc lumineux. Qüand le segment est partagé et éclairé par des rayons lumineux , il faut les attribuer à la lumière qui se montre sur des points où elle n’existait point auparavant. » D'un autre côté , M. Argelander croit pouvoir conclure des nombreuses observations qu’il a faites à Abo (lat. 60” il' N.), en Finlande, que ce segment obscur est quelque chose de réel; il s'appuie sur ce que le ciel a un aspect plus sombre avant que le phénomène so montre , et que le crépuscule paraît d'un brun rougeâtre et se confond peu à peu avec la base obscure.

Le point culminant de ce segment se trouve ordinairement dans le méridien magnétique. Quoiqu’on cite quelques cas exceptionnels observés dans les hautes latitudes, cependant le nombre des faits positifs est assez grand pour ne pas laisser de doute à cet égard *.

Ane H Mi.NEi x. — Le segment obscur est bordé par un arc lumineux; d’après les observations de .M. Argelander, il est d’une couleur d’un blanc brillant passant légèrement au bleu. Quand le crépuscule n’est pas entièrement fini, il devient un peu jaunâtre ou

’ Le sommet de l'arc ne coïncide pas toujours exactement avec le méridien magnéiiqur. Des perturbations accidenttUet peuvent altérer la courbure des bandes lumineuses ei rejeter le point de culmination i droite ou A gauche du plan de ce grand cercle. Il existe même, dans certaines régions, des causes contlantet qui tendent à dévier ce même point d'une certaine quantité, et constamment dans le même sens. Ainsi i Abo ( Finlande), M. Argrlinder a trouvé que ce sommet était situé 11° A l'ouest du méridien magnétique. A Busekop iL,aponici, les membres hibernants de la commission française ont obtenu un résultat pareil. La déviation a pareillement lieu vers l'ouest ; mai.s il est fort probable qu'elle est moindre pour des arcs peu élevés au-dessus de l'horizon nord que pour ces mêmes arcs au moment de leur pa'Sage au zénith de l'observateur. La moyenne de l'20 observations donne 7“ de déviation pour le premier de ces deux cas , et 14“ pour le second. Si l’on venait à prouver qu’en s’élevant verticalement dans l'atmosphère (en Laponie et en Finlande) la méridienne magnétique se porte de plus en plus vers l'ouest, l'on expliquerait facilement les divergences que nous venons de signaler : par là l'écartement angulaire en dehors du méridien magnétique deviendrait une donnée précieuse d'où pourrait se déduire l'élévation verticale des arcs de l'aurore boréale.

454 AURORF.S BORÉALES,

même verdâtre , sa largeur égale un , deux ou même trois diamètres apparents de la pleine lune. Le bord inférieur est nettement limité, le supérieur seulement quand la largeur est peu considérable; il s’efface à mesure que la largeur augmente, et il arrive un moment où il n’y a plus de limite certaine, mais où la lueur , se confond avec la clarté du ciel : alors son éclat est très-vif; et tandis qu'un arc plus étroit n’illumine que l'Iiorizon lx>réai, un arc plus large éclaire tout le ciel, comme la pleine lune une demi-beure après son lever.

Cet arc lumineux est une |x>rtion du cercle dont chaque spectateur voit une partie différente; on peut, avec M. Hanitnen, se représenter tout le phénomène au moyen de ces cercles en cuivre placés près du pôle nord sur nos globes terrestres j et sur lesquels les heures sont tracées. Supposons qu’un petit insecte rampe sur le glolxî en suivant le 60* parallèle nord, il ne verra qu’une partie de ce cercle, parce que la plus grande partie lui est cachée par le globe et se trouve par conséquent au-dessous de son horizon. Le point le plus élevé de l’arc visible pour lui se trouve juste au nord : s'il se rapproche du petit cercle il en voit une plus grande portion ; et s'il se trouve au-dessous, alors le cercle est à son zénith ; s’il se rapproche du pôle et qu’il se trouve en dedans du cercle, alors le point culminant se trouve dans le sud. Iæ milieu de l’aurore correspond probablement au pôle magnétique ; et si l’on se trquve à l’est de celui-ci, l’arc sera dirigé du nord au sud et le point culminant sera à l'ouest : c’est ce qui arrive réellement au Groenland. Au nord de ce pays l’arc est au sud ; ainsi que Parry l’a vu dans l’île Melville. L’arc doit aussi s’élever à mesure qu’on s’avance vers le nord ; il doit même paraître quelquefois elliptique, comme plusieurs observateurs de la Scandinavie le disent expressément.

Quand l’aurore est très-brillante, on voit quelquefois un ou plusieurs arcs plus élevés vers le zénith et concentriques au premier; on a aussi observé par de grands froids des arcs blancs à une hauteur considérable ; des physiciens les regardent comme des images de l’aurore boréale, dont la lumière est réfléchie vers l'observateur par des particules glacées et forme un arc brillant sur le ciel.

Hauiatio.n. — Quand l’arc lumineux s’est formé, il reste souvent visible pendant plusieurs heures; toutefois il n’est pas immobile, mais dans un mouvement perpétuel. L’arc s’élève et s’abaisse, s’étend vers l’est ou l'ouest, et se rompt çà et là. Ces mouvements deviennent surtout remarquables quand l’aurore boréale s’étend et commence à lancer des rayons ; alors l’arc lumineux devient plus brillant sur un point, il mord sur le segment obscur, et une lueur

bridante, semblable à celle rlo l'arc, monte vers le zénith. Sa largeur est à peu près celle du demi-diamètre apparent de la lune, rarement plus; elle est plus brillante au milieu, moins vers les bords, qui se détachent parfaitement sur l’azur du ciel. Ce rayon s’élance avec la rapidité do l’éclair jusqu’au milieu de la voûte du ciel , en haut il sé divise en plusieurs rayons secondaires et prend l’apparence d’un faisceau lumineux ; le plus souvent il monte verticalement, rarement, en faisant uu angle avec l’horizon. Tantél il s’allonge , tantôt il se raccourcit, et ne conserve presque jamais la même forme pendant plusieurs minutes, mais se meut vers l'est ou vers l’ouest et se courbe comme une draperie agitée par le vent; il pâlit ensuite peu à peu , et disparaît enfin pour faire place, à d’autres rayons. Si ces rayons sont trés-éclatants , ils présentent quelquefois des teintes vertes ou d’un rouge foncé; s’ils ne s’élèvent pas à une grande hauteur, alors l’arc ressemble à un peigne muni de ses dents.

Coi'ROiVNK BonÉ.\LE. — Quund les rayons dardés par l are lumineux sont très-nombreux et que ces lueurs palpitantes s’élèvent jusqu’au zénith, elles y forment une couronne boréale dont le centre est sur le prolongement de l’aiguille d’inclinaison ; cette couronne forme la portion la plus belle et la plus remarquable du phénomène. Tout le ciel semble une coujKile on feu portée par des colonnes de lumière diversement colorées. Lorsque les rayons sont dardés moins vivement, la couronne disparaît d’alwrd ; çà et là on observe encore une pâle lueur qui augmente par moments, puis s’éteint, ainsi que l’arc lumineux.

La liaison intime de l’aurore boréale avec le magnétisme terrestre, ])rouvée par la position de l’arc et de la couronne boréale, est encore plus évidente quand on considère les colonnes, wîlke, qui s’est occupé de ce sujet, a cherché à prouver que tous les rayons étaient parallèles à l’aiguille d’inclinaison ; il en est de même, suivant .M. Hamteen, des rayons noirs de l’aurore, qui correspondent au segment noir. On voit en effet bien souvent des rayons noirs ou des colonnes de la même couleur s’élever comme une fumée au-dessus de l’arc lumineux ou de toute l’aurore; ces rayons noirs ont la même mobilité et changent aussi vite que les rayons lumineux. M. Hansteen et d’autres les ont vns distinctement en Norvège; toutefois il en est rarement question dans les auteurs.

En admettant que les rayons sont des colonnes plus ou moins élevées parallèles à l’aiguille d’inclinaison, on comprend, d’après les lois de la {KM-spective , (|u’ils doivent se réunir en apparence dans lo prolongement de cette direction : c’est la même illusion que

ALRüRKS BORÉALES.

celle qui est produite sur un champ par un grand nombre de sillons parallèles qui semblent se réunir dans un point situé sur le prolongement du sillon qui passerait par notre œil. L’arc lumineux au-dessus d’un segment noir a la même origine; s’il s’élève assez haut dans le ciel, il semble quelquefois brisé dans ce point : d’où il est i)ermis de conclure qu’il se compose, comme le reste de l’aurore, de faisceaux lumineux qui sont parallèles à l’aiguille d’inclinaison, et n’ont l’apparence d'une masse kiipineuse continue que parce que les intervalles sont remplis par des séries de faisceaux placés les uns derrière les antres.

ÉTENDUE DES AURORES BOREALES. — On peut aper- ' cevoir des aurores boréales isolées sur un espace très-étendu; souvent on a vu la même aurore dans toute l’Europe septentrionale et en Italie. En longitude leur étendue n’est pas moindre. Le 5 janvier 4 769 on a vu une belle aurore en Pensylvanie et en France; la belle aurore du 7 janvier 1831 a été admirée dans toute l'Europe centrale et septentrionale et près du lac Érié, dans l’Amérique du Nord. On pourrait encore citer d’autres exemples analogues. Il faut en conclure qu’une grande partie du globe prend part à la production du phénomène; sa grandeur devient encore plus frappante quand on songe que souvent il y a à la fois des aurores boréales aux deux pèles du globe. Si on analyse en elfel les observations de Cook, on trouve que chaque fois qu’il observait une aurore australe il est fait mention par les observateurs d’aurores boréales vues en Europe, ou au moins l'agitation de l’aiguille aimantée prouvait qu’il y en avait dans le voisinage du pèle boréal L

’ Voici quelques faits plus récents auxquels les noms des observateurs donnent une grande autorité.

L'aurore boréale du 18 octobre 1836 a été vue à Dorpat par M. Siruve ; à Caen par M. .Maiioni & Cherbourg par MM. Gicbol et Vërutmor; & Corbign; |Nièvre| par M. Chirié, ingénieur des ponts et chaussées; à Genève par M. Wartmann ; et à Forli lÉtats-RomainsI par M. Maiirucci. A Genève, la hauteur de l'arc luD'ineux était deï&°; à Dorpat, de 90*. M. VVartnaua en conclut que l'aurore avait une élévation de 200 lieues au-dessus de la surlace de la terre. A Pans le temps était nuageux, mais l’aurore a été annoncée et indiquée par l'agitation de l'aiguille aimantée.

Une antre aurore , celle du 3 septembre 1839, a été observée dans l'ilc de Sky par 57* 22' lat. N. parM. IVeeker de Saussure; à Paris par les astronomes de I Observatoire; à Asti par M. Quételet; à New-Haven, dans le Connecticut, par M. Ilerrick ; et à la Nouvelle Orléans par des observateurs dignes de (oi.

Jusqu'à quelle latitude les aurores boréales sont -elles visibles ! On cite des aurores vues à Macao, à Caracas, etc.: mais l'observation suivante est la plus remarquable de toutes celles qui sont venues à ma connaissance. Le Ujanvier 1631, M. Lafond, commandant le brick le Candide, su tmiiviMit par 45* de latituue sud, et par la longitude du centre de la Nouvelle-Hollande, vit dans le N. K., de 9 à 11 heures du soir, une aurore boréale qu'il décrit et caractéiise parlaitement. \Comjites rendus de PAcad. des Sciences, t. IV, p. 589; t. Ill , p. 518, 536 et 585; 1. II, p. 329; t. IX, p. 354, 374 et 603; t. XII, p. 347.) M.

PERIODICITE. 457

PéRIODXCXTÉ DES AURORES BORÉAX.ES. — Le fait que les aurores boréales sont souvent visibles sur des points tréséloignés en longitude l’un de l’autre, prouve suflisamment qu’elles ne se montrent pas à une heure de la nuit déterminée; on les voit aussi bien le soir que le malin. Suivant que leur lumière est plus ou moins intense, on peut les aj>ercevoir plus ou moins long-temps après le coucher du soleil. Richardson a vu près du lac de l'Ours les palpitations de l’aurore avant la disparition totale do la lumière du jour; pendant le jour il a vu les nuages disposés en arcs et en colonnes, comme la lumière de l’aurore *. •

Leur apparition est assujettie à une période annuelle; celte période serait encore plus évidente si elle n’était pas masquée par l’inégale longueur des jours dans les différentes saisons. Supposons en effet qu’à chaque heure du jour et de la nuit il y ail égale possibilité pour la production de l’aurore boréale ; alors le nombre de celles qu’on verrait en hiver devrait être plus grand que celui des aurores en été, parce que l’obscurité prolongée permet de les voir plus souvent. Si donc elles étaient plus fréquentes en hiver, cela s’expliquerait très-bien par celte circonstance; mais Maîran et d’autres ont déjà fait remarquer que leur nombre était surtout considérable aux environs des deux équinoxes. Le tableau suivant présente le nombre d’aurores qui ont été vues dans chaque mois :

NOMBHE DES ACHOHES BORÉALBS DANS CHAQUE MOIS.

Janvier ....

Juillet

Février ....

Août

Mars

. ... HQ

Septembre. . . .

Avril

Octobre

Mai

Novembre. . . .

Juin

Décembre. . . .

Si donc le nombre des aurores est plus grand en hiver qu’en été

' Il résulte (lus observations faites par la commission française dans le Nord , que cette succession de phases par lesquelles passe l’aurore boréale est soumise A une périodicité diurne incontestable, qui se.manifeste lorsque le nombre des observations est considérable. Ainsi les arcs, les rayons, les couronnes ne parajssent pas indiiféieniiment, ou du moins avec une égale facilite, i toutes les heures de la nuit. Les rayons coloré.s en rouge et en vert, partie la plus brillante de ce beau météore, qui agissent si puissamment sur l'aiguille aimantée, se montrent surtout vers dix heures du soir, et leur apparition est rare après quatre heures du matin >les plaques nébuleuses i lueur cendrée et incessamment variable dominent au contraire pendant la seconde moitié de la nuit.

La même périodicité se retrouve dans les déplacements subordonnés , ou du moins simultanés, aux aurores qu'éprouvent les aiguilles magnétiques ; elle se retrouve dans l'éiat de ces aiguilles, plus ou moins calmes ou inquiétées, suivant les diverses heures de la journée : il est sous-entendu que la variation diurne solaire habituelle doit être préalablement calculée et soustraite des effets de l'aurore bbréale avant de rien conclure des observations. h.

i/:n1 jy GmjgU

à cause de la plus longue durée des nuits, nous (ronvonsrependant deux maxjma, l’iin en mars, l'autre en septembre et en octobre; dans chacun de ces mois elles sont beaucoup plus fréquentes que

dans les mois d'hiver. , , •

Outre cette j)ériode annuelle , il y en a une autre séculaire sur laquelle on ne sait encore rien de positif. On trouve que pendant un certain nombre d’années il y a beaucoup d’aurores; puis leur nombre diminue, elles sont rares, et au bout de quelque temps elles deviennent plus fréquentes. Une période de ce genre est comprise entre 1 707 et 1 790 , elle a atteint son maximum vers 1 752 ; puis il y a eu une série de 20 années pendant lesquelles elles ont été rares, mais depuis l’année 1820 elles sont redevenues plus communes*.

HAUTEUR, BBS AURORES BOREALES. — Plusieurs physiciens et astronomes se sont elîorcés de déterminer la hauteur des aurores boréales au-dessus de la surface de la terre , en comparant la hauteur apparente do l’arc vu de différents [Xiints, mais comme il est probable que chaque observateur voit son arc propre, les résultats ainsi obtenus ne sont pas certains : l’expérience vient à l’appui de celte opinion. Ainsi MM. Christie et Bansteen ont calculé la hauteur do l’aurore du 7 janvier 1831 ; mais, en combinant leurs observations entre elles, ils trouvent des hauteurs qui varient entre 37 et 192 kilomètres. Les anciens physiciens attribuaient aux aurores une hauteur de 750 kilomètres au moins ; les observateurs modernes ont réduit celle hauteur à 150 kilomètres.

Tandis que les anciens physiciens donnaient à l’aurore boréale une élévation supérieure à celle de l’atmosphère, quelques observateurs modernes pensent qu’elle ne dépasse pas la région des nuages; dans ces derniers temps, M.M. Thienemann, ■BTrangel et Struve lui assignent une hauteur peu considérable. C est surtout le pasteur Farqhuaraon à Alford, dans l’Abcrdeenshire, auquel on doit une longue série de bonnes observations sur les aurores, qui s est efforcé de prouver que leur hauteur était peu considérable. Ainsi il a vu une fois une masse de nuages très-étendue sur I horizon au nord et au N.E., tandis que le reste du ciel était découvert; cette masse élail éclairée par les rayons de l’aurore qui en sortaient, comme par la lune en son plein, tandis que d’autres nuages au ciel n’éUiient point illuminés. Il était impossible, dil-il, d’assigner a celle aurore un éloignement plus grand que celui des nuages , ou de dou-

« Du 12 -septembre 1838 au 18 avril 1839. les observateurs français 9“' rent à Boseko^p sous le 70« degré de latitude N., cojnpterent lo3 aurore» boréales Dartaiterndit carac érl.sécs et 6 ou 7 douteuses. .

^ Du 1" janvier au 3 septembre 1839, M. Hrrrick a noté 22 aurores boréales à Ncw-Iïaven par lat. 41» 18' N., et long. 75» 18’ O.