IV. Des aurores boréales

Les aurores boréales sont un des plus magnifiques phénomènes qui puissent s’offrir à nos regards, et en même temps un de ceux dont la solution est la plus difficile et la plus embarrassante. Assez rare dans les climats tempérés, ce phénomène devient plus fréquent à mesure que l’on s’avance vers les hautes latitudes. 11 y est même si commun, que l’on peut dire avec quelque raison que les aurores boréales sont le soleil des régions polaires. Les observations faites par M. Lottin depuis le mois de novembre 1 838, jusqu’en avril 1 839, à Bessekop sur la côte de West-Fin-Marck, par 70“ de latitude boréale, le font du moins présumer. Cet astronome a aperçu pendant ces 206 jours jusqu’à 143 aurores boréales, parmi lesquelles il s’en est trouvé 64 pendant la nuit de 70 jours qui règne dans ces parages, depuis le 1 7 novembre jusqu’au 25 janvier.

Un phénomène tout à fait analogue a lieu vers le . pôle sud de la terre j on l’a nommé aurores australes. Celles-ci n’ont pas encore été observées, mesurées et décrites avec la même rigueur que lés boréales. On a admis, mais seulement par induction, qu’elles doivent avoir avec le magnétisme terrestre les mêmes rapports que ces derniers météores.

L’iuHuence que ces phénomènes lumineux exercent sur la marche de l’aiguille aimantée est démontrée par les observations les plus précises et les plus exactes. Elle se fait aussi bien sentir dans les lieux où les aurores boréales sont visibles que dans ceux où elles ne le sont pas. Un fait curieux cité par M. de Humboldt le prouve d’une manière évidente. Le 7 février .\I. Gauss observa des variaiioms

de direction dans l’aiguille magnétique horizontale de l’observatoire de Gottingue, si considérables qu’il chercha à en reconnaitre la cause.

Ces variations s’élevèrent jus([u’à 6 minutes en arc, en une minute de temps. M. Gauss n’en fut plus surpris lorsqu’il apprit que, le même jour 7 février, M. Feld avait observé une belle aurore boréale, dont il décrivit plus tard toutes les eirconstances dans le journal de Poggendorf.

Pour être convaincu de l’influence des aurores Ix»réales sur les variations de l’aiguille aimantée, il .suffit de jeter les yeux sur le tableau des variations diurnes de l’aiguille, lors de l’apparition de ce phénomène à Gottingue, le 18 février 1837. Ce tableau, dressé par M. de Humboldt, offre les résultats suivants : A. 8 heures 2' .30", la déclinaison surpassait sa valeur habituelle de 39". ^

De 9 heures 36' à 9 heures 37', on observa un changement de déclinaison de 11 31".

Cette aurore fut non-seulement remarquable par le dérangement notable qu’elle occasionna dans la marche de l’aiguille aimantée, mais encore par la couleur rouge très-intense de la lumière qu’elle projetait dans l’espace. Seulement on ne put pa^ juger si le sensdes perturbations avait quelque liaison avec la position des points où la lumière se trouvait à son maximum. Les lueurs que cette aurore répandait vers le sud ne formaient pas une zone continue ; elles se montraient au contraire dans des places isolées.

Il y a une telle relation entre les aurores boréales et les phénomènes magnétiques, que généralement le sommet de l’arc de l’aurore boréale se trouve toujours sur le méridien magnétique du lieu de l’observation. il ne parait pas du moins s'en écarter d’une manière sensible. Enfin la couronne de l’aurore boréale semble se trouver à peu près constamment sur le prolongement de l'aiguille d’inclinaison du lieu de l’observation. Si on observait à Paris une aurore boréale complète, la couronne irait se former vers le sud à 30" environ au delà du zénith, dans un plan vertical incliné de 22" au méridien terrestre.

Les aurores boréales dérangent donc de leurs positions ordinaires l’aiguille d’inclinaison et l’aiguille de déclinaison ; elles produisent des dérangements même dans les lieux oùellcs ne peuvent être aperçues. \insi les aurores boréales polaires , qui en aucune

manière ne peuvent être vues à Paris, n’en affectent pas moins les aiguilles horizontales et verticales de l’Observatoire.

Cette coïncidence, ayant lieu généralement, prouve l’étendue des amaS de matière nébuleuse qui, à certaines époques, paraissent pénétrer l’atmosphère terrestre. Cette matière, par l’effet de l’attraction prédominante des deux pôles magnétiques de la terre, se décomposerait en deux parties, dont chacune se porterait à l’un des pôles et y formerait les zones lumineuses que l’on y observe. L’effet de l’influence magnétique de cette matière modifierait sur toute la terre la déclinaison de l’aiguille aimantée.

Quoiqu’il existe des relations intimes entre les aurores boréales et le magnétisme terrestre, il ne paraît pas cependant que ce phénomène se passe dans notre atmosphère, malgré l’assertion de M. Michel, fondée sur l’hypothèse de Poisson, relative à la constitution des couches supérieures de l’atmosphère. On a trouvé du moins 25 degrés à la hauteur angulaire du point culminant de l’arc lumineux d’une aurore l)oréale visible à Paris; tandis que cette même hauteur était en Livonie, où elle a été également aperçue, de 90°. De cette observation, et au moyen de la méthode des parallaxes, M. Wartmann en a déduit que la matière de l’arc était à 200 lieues de hauteur de la terre, c’est-à-dire à environ neuf atmosphères au-

dessus des limites sensibles de celle qui enveloppe le globe terrestre (note 4).

A la vérité, les plus grandes incertitudes régnent sur l’emploi de cette méthode pour la détermination de la hauteur des aurores boréales. Fondée sur des combinaisons de parallaxe, elle suppose que partout on voit le même arc ou les mêmes molécules matérielles, amenées par des causes inconnues à l’état rayonnant. Cette supposition, comme il est facile de le saisir, est bien propre à soulever les doutes les plus graves.

D’un autre côté, si l’on pouvait se fier aux observations simultanées faites par le lieutenant Robert Hood et le docteur Richardson, les aurores boréales ne seraient souvent qu’à six ou sept milles anglais d’élévation au-dessus de la terre. Ces observations s’accordent fort peu avec celles de Dalton, qui a calculé les dimensions d’une aurore boréale très-remarquable, aperçue simultanément le 29 mars 182(5, entre 8 et 10 heures du soir, à Manchester, à Edimbourg , et dans d’autres lieux. D’après ce physicien, le sommet de l’arc de cette aurore boréale s’élevait à cent milles anglais (environ 30 lieues), et la largeur de l’arc était de 3 lieues; tandis que son amplitude de l’est à l’ouest était de 107 lieues.

11 serait possibleque la matière nébuleuse qui forme les aurores boréales traversât dans certaines cireons-

tances la couche aériforme dont la terre est entourée, à peu près comme celle qtii compose les aérolithes, quoique le plussouventee phénomène se passe au delà des limites de l’atmosphère. On expliquerait par là les dilTérences qtii existent entre les observations faites dans le but d’apprécier la hauteur à laquelle se maintiennent les aurores boréales. On concevrait aussi de cette manière comment ce phénomène ne peut se développer complètement tpie quand le ciel est sans nuages, ou du moins qu’il ne présente que des vapeurs plus ou moins légères visibles, surtout à l’horizon, et dont l’élévation est rarement grande.-

Quoi qu’il en soit, tout ce que prouve l'orientation magnétique de l’arc de l’aurore boréale, c’est que ce phénomène est placé symétriquement par rapport à l’axe magnétique. Ce fait et ceux que nous .avons déjà énumérés prouvent les relations qui existent entre la position des arcs des aurores boréales, et celle des axes magnétiques de la terre. Ces relations indiquent ’ encore l’influence que l’.a'^parition de ces phénomènes lumineux exerce sur la marche de l’aiguille •• aimantée.

Ces relations, quoique réelles, sont loin de prouver que les jets lumineux dont sont composées les aurores boréales soient dus à des courants électriques qui, obéissant à l’action du magnétisme terrestre, s’échapperaient de la surface septentrionale du globe vers

les hautes régions de l’atmosphère. Ilsuiht, pour que cette explication ne puisse être admise, que ce phénomène ait lieu hors de l’atmosphère terrestre ; or, quoique ce fait ne soit pas encore démontré, il est appuyé sur des observations trop précises pour ne pas être extrêmement probable. Aussi l’explication des aurores boréales par des effets magnétiques ne peut suffire dans ce moment à l’état de la science, depuis que l’on a reconnu les relations qu’elles ont avec les autres phénomènes dépendant de la matière nébuleuse disséminée avec profusion dans les espaces célestes.

Cette explication est d’autant plus insuffisante, qu’il est bien démontré maintenant que le phénomène de* aurores boréales est beaucoup plus général et plus commun qu’on ne l’avait supposé. Quoique sa durée éprouve de nombreuses variations, puisque les unes sont visibles pendant des nuits entières, et que les autres se prolongent à peine l’espace d’une heure, ce phénomène est rarement plus rapide, et les lueurs qu’il produit ne sauraient jamais être comparées à celles de l’éclair, qui sont instantanées. Telles sont surtout les aurores boréales, qui se manifestent pendant toute la durée des longues nuits des contrées septentrionales de l’Asie et de l’Amérique.

L’éclat des aurores boréales n’est pas toujours calme et invariable comme celui des astres qui se

trouvent dans un état de condensation plus avancé. On l’a coniparé à des llammes immenses déployées dans les hautes ré{;ions du ciel, h^squelles s’agitent dans tous les sens, se heurtent, s’éteignent, et se raniment avec une prodigieuse rapidité. Souvent cependant les lueurs qu’elles répandent sont à peu près uniformes, comme celles qui dérivent des astres; seulement elles s’accroissent et s’aU’aiblissent par degrés, suivant l’époque de leur développement ou de leur apparition. Telle a été, par exemple, l’aurore boréale qui a été visible dans tout le midi de la France dans l’automne de 1837. Généralement elles ont un grand éclat, surtout celles qui sc manifestent en si grand nombre dans les régions septentrionales. Il parait même que dans le nord de la Laponie, leur clarté est assez vive pour éclairer pendant la nuit, comme peut le faire la lune.

La vivacité et l’éclat de la lumière des aurores boréales est souvent si grande, que ce phénomène est visible même en plein jour. M. Nccker de Saussure a vu, à trois reprises différentes, l’apparition des aurores boréales être manifeste bien avant la nuit. Les faisceaux de lumière vive et blanche qu’elles répandent se projettent sur la couleur jaune et orangée du couchant, et tranchent par cela même sur les nuances plus foncées du ciel. Telles furent celles des 4 septembre, 28 octobre 1839 et 4janviex 1840, (jue

M. Necker aperçut dans les envirous de Sky, en Ecosse.

Les aurores boréales paraissent aussi fréquentes dans l’hémisphère sud que dans l’hémisphère nord. On peut donc réserver aux premières le nom d’aus- > traies, et ne conserver qu’aux secondes celui de boréales. Malgré le grand éloignement des aurores australes de notre hémisphère , ce phénomène n’apporte pas moins de trouble dans le magnétisme des aiguilles aimantées déposées à Paris, De nombreuses perturbations alfectèrent l’aiguille aimantée de l’Observatoire, le 1 4 janvier 1 831 , lorsque M. Gabriel Lafond observait une aurore australe dans l’hémisphère sud, où il se trouvait pour lors.

Les aurores boréales, s’il faut en croire certains observateurs, seraient accompagnées d’un bruit particulier souvent assez fort, d’après le capitaine Franklin, pour attirer au dehors les habitants qui en sont les témoins. Cependant M. Necker de Saussure, qui a donné à ce phénomène une attention particulièra, n’a jamais pu parvenir à l’entendre, aucun bruit ne lui a paru se produire , même pendant les aurores boréales les plus vives qui ont eu lieu à Sky, et malgré le plus profond silence. 11 a néanmoins recueilli dans les îles Shetland de nombreux témoignages à cet égard, d’autant plus dignes de foi qu’ils étaient entièrement spontanés, et nullement influencés par des questions préalables.

Ce phénomène est très-fréquent dans ees iles, ainsi que dans les régions seplenlrionales, car il est très • souvent suivi par de la neige abondante. Peut-être à cette circonstance doit-on rapporter le bruit que l’on a cru dépendre des aurores boréales. Le capitaine Franklin le suppose ; il a fait observer que ees aurores coïncident presque toujours avec des pluies ou de violents coups de vent. Elles sont donc des avant-coureurs du mauvais temps et des grands mouvements qui ont lieu dans l’atmosphère.

Si le fait du bruit produit par les aurores lumineuses était réellement constaté, on pourrait en conclure avec certitude que les bandes colorées et brillantes qui les composent traversent parfois l’atmosphère; car hors l’atmosphère, il ne peut y avoir aucun son sensible; cependant nous sommes loin d’avoir acquis une pareille certitude.

Parmi les explications qui ont été données du phénomène des aurores boréales déjà décrit d’une manière assez exacte par Aristote, une seule a survécu : c’est celle de l’électricité atmosphérique répandue dans les hautes régions de l’air, admise par Franklin et plus tard par Canton , dés qu’il eut connaissance des effets produits par le fluide électrique répandu dans l’air dilaté. D’après la position que l’arc lumineux conserve par rapport à l’aiguille d’inclinaison , la convergence des jets lumineux vers le point du ciel.

où passe le prolongement de cette aiguille , l’analogie frappante de ce phénomène avec quelques-uns de ceux que produit l’électricité, lorsqu’elle traverse un milieu très-rare, il est difïicile de ne point admettre qu’il existe des relations sensibles entre les aurores boréales et le magnétisme. On le doit d’autant plus, que les aurores boréales exercent leur action et font sentir leur influence sur la marche des aiguilles aimantées, même dans les localités les plus éloignées des contrées où elles brillent de tout leur éclat.

Mais ces relations, quoique réelles, ne prouvent pas que les jets lumineux dont sont composées les aurores boréales soient dus à des courants électriques. On ne peut pas supposer non plus que ces courants obéissent à l’action du magnétisme terrestre , et s’échappent de la surface septentrionale du globe , vers les hautes régions de l’atmosphère. En effet, cette explication ne peut être admise ; car ce phénomène a lieu hors de l’atmosphère terrestre. Or, quoique ce fait ne soit pas encore complètement démontré, des observations précises lui donnent une grande probabilité. Aussi l’explication des aurores boréales par des effets magnétiques ne peut suffire dans ce moment à l’état de la science, depuis que l’on a reconnu les liaisons et les analogie^ qu’elles ont avec les autres phénomènes dépendant de la matière nébuleuse dis- •

sémiuée avec profusion dans les espaces célestes. Cette

expKcation est devenue plus insuflisante encore , d'aprés la périodicité reconnue dans les apparitions des étoiles boréales et australes.

En elïet, le fait le plus grave et le plus important dans l’histoire de ces phénomènes, c’est l’époque de leurs principales apparitions. Sans doute on peut citer des aurores lumineuses dans divers mois de l’année; mais il n’est pas moins certain qu’elles ne sont jamais plus fréquentes qu’aux deux époques du retour périodique des étoiles ûlantes, surtout vers le milieu du mois d’octobre.

Chaque année, on constate régulièrement pendant ce mois un grand nombre de ces aurores, ce qui prouve qu’il y a vraiment une loi de périodicité dans ce phénomène. Si cette périodicité se trouve parfois en défaut, il n’en fautaccuser que le peu de densité de ces vapeurs nébuleuses, qui les rend sujettes à un très-grand nombre de perturbations. Quoi qu’il en soit, nous allons montrer les relations qui existent entre les appa- ' ritions des aurores boréales et des étoiles filantes , et nous verrons qu’elles sont assez grandes pour les considérer comme dérivant les unes et les autres d’une même cause, c’est-à-dire, de la condensation de la matière nébuleuse.

Avant d’entrer dans les détails qui prouvent les relations de ces divers phénomènes, il importe de faire remarquer que l’influence, ou pour mieux

dire , les rapports qui existent entre l’état magnétique du globe et l’apparition des aurores boréales ne sont plus douteux. Les observations récentes de M. Lloyd viennent d’apporter de nouvelles preuves à ce fait presque démontré.

Cet astronome a fait remarquer «pie le 29 mai et le 29 août 1840 avaient été l’un et l’autre des jours de perturbations magnétiques extraordinaires et d’aurores boréales marquées, La comparaison des changements simultanés d’intensité et de déclinaison ob- . servés à ces époques aux stations les plus éloignées semblent autoriser les conclusions suivantes :

1“ Les plus grandes perturbations magnétiques arrivent vei's les mêmes heures dans les points les plus éloignés de la terre; conséquemment, les causes dont elles dépendent ne sont pas purement locales.

2'* Cette première conséquence doit être étendue aux causes qui engendrent les aurores boréales. Il est donc probable que les observateurs éloignés ne voient pas tous la même aurore boréale ou australe.

L’ordre des changements magnétiques n’est plus réglé par les mêmes lois dans les stations trèséloignées. Les représentations graphicjues n’olfrent pas cette ressemblance qu’on trouvait dans les limites de l’Europe, en considérant h'S résultats obtenus par la confédération magnétique allemande.

4” Le désaccord sur les lois et l’ordre des change-

ments est plus marqué dans les mouvements en déclinaison que dans les changements d’intensité de la force horizontale. 11 est probable, d’après cela, que si l’élément de direction était éliminé dans les changements simultanés de l’intensité verticale et horizontale, les variations que l’on en déduirait pour l’intensité totale s’accorderaient beaucoup mieux, et jetteraient un plus grand jour sur la nature des forces qui produisent ces phénomènes et sur leurs lois.

Ces observations de M. Lloyd conlirment puissamment les résultats auxquels M. Arago était parvenu. Ce grand astronome avait en effet insisté, en se fondant sur des considérations optiques, sur la nécessité d’admettre que chaque observateur voit son aurore boréale particulière, comme chacun voit son arc-enciel. D’autre part, les observations qu’il a faites à Paris, comparées à celles de Kupffcr à Kassan, ont établi, il y a déjà bien des années, que les fortes perturbations magnétiques sont simultanées aux plus grandes distances, mais sans s’exercer pour cela dans le même sens.

Il est encore prouvé que le phénomène des aurores boréales n’est point rapide et passager comme la lumière de l’éclair. Il se montre souvent pendant plusieurs heures, et persiste parfois pendant toute la durée des longues nuits des contrées septentrionales de l’Asie et de l’Amérique. Son éclat n’est pas cependant tou-

jours calme et invariable comme celui des astres. Il éprouve au contraire des variations extrêmement grandes ; ainsi, tandis que la splendeur des aurores boréales s’affaiblit au point de devenir presque invisible pendant des heures entières , elle se ravive ensuite tout à coup , de manière à donner à ce phénomène un éclat particulier. Enfin il ne paraît pas exister de latitude où les aurores boréales soient tout à fait inconnues.

Les observations que nous rapporterons plus tard prouveront également que la région occupée par les aurores boréales est souvent sillonnée par un grand nombre d’étoiles filantes. Ce fait, et une foule d’autres que nous indiquerons, annonce, ec semble, que ces deux phénomènes doivent provenir d’une source commune et avoir une même origine. Ils ont encore cela de commun, d’exercer l’un et l’autre une influence très-sensible sur l’aiguille aimantée, et d’avoir leurs apparitions assez régulières pour paraître périodiques.