Si vous regardiez notre planète depuis, disons, une station spatiale en orbite autour de la Terre, vous pourriez apercevoir une lueur rouge brillante planant juste au-dessus des limites supérieures de l'atmosphère. Bien que cet affichage coloré, tel qu'il apparaît dans une vidéo capturée à bord de la Station spatiale internationale, puisse ressembler à une aurore, il s'agit en fait d'un phénomène appelé «lueur aérienne» qui marque les limites de notre atmosphère.
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Airglow a été découverte en 1868 par le physicien suédois Anders Ångström. Ångström était fasciné par les aurores boréales, mais il réalisa que, si les aurores se manifestaient par de brèves poussées brillantes, la haute atmosphère de la Terre brillait constamment. Jason Samenow écrit pour le Washington Post que les particules de la haute atmosphère interagissent avec la lumière du soleil et le rayonnement solaire et se produisent le plus souvent à environ 60 miles au-dessus de la surface de la Terre. Lorsque ces particules sont excitées, elles produisent des photons, créant une couche de lumière au bord de l’atmosphère.
Contrairement aux aurores qui sont causées par des électrons interagissant avec le champ magnétique terrestre plus près des pôles Nord et Sud, l’air glow est généralement créé par une réaction chimique. Selon Marshall Shepherd, il existe techniquement trois phases différentes à prendre en considération selon l’heure de la journée. Premièrement, il y a le «jour», qui est causé par la lumière du soleil qui illumine l'atmosphère. Bien qu'il s'agisse de la plus brillante sorte de lumière aérienne, elle est encore suffisamment faible pour être noyée par le soleil et ne peut être détectée que par le biais d'une imagerie thermique. Ensuite, il y a «twilightglow», qui se produit dans une bande étroite lorsque le visage de la Terre pivote pour s'éloigner du soleil. Enfin, il y a le «nightglow», lorsque le rayonnement solaire provoque la décomposition de particules d'oxygène et d'azote dans la haute atmosphère au cours d'un processus appelé «chimiluminescence», qui produit une faible lueur.
Bien qu'airglow crée un bel écran du point de vue de l'ISS, il est beaucoup plus difficile de voir depuis le sol. Selon l'Observatoire de la Terre de la NASA, le rayonnement laser est environ un milliard de fois plus faible que celui du soleil. Cependant, c'est un phénomène tellement persistant qu'il contribue en réalité plus de lumière au ciel nocturne que de lumière d'étoile, écrit Shepherd.
Même si le courant d'air se produit tout le temps, ce n'est pas toujours uniforme. Les satellites qui étudient l’atmosphère observent souvent des ondulations et des vagues dans la faible lumière aérienne causées par le déplacement de la couche incandescente en fonction des conditions météorologiques. En fait, ces perturbations sont parfois utilisées pour étudier les changements à long terme de la haute atmosphère, écrit Shepherd.
Certains de ces changements de la frontière entre l'atmosphère et l'espace n'ont été découverts qu'au cours de la dernière décennie et les scientifiques ne savent toujours pas exactement ce qui les cause. En étudiant les réactions qui créent la lumière aérienne, les scientifiques espèrent en apprendre davantage sur les forces qui façonnent les limites mêmes de l'atmosphère de notre planète.
