L’airglow est une faible luminescence de la haute atmosphère terrestre (ionosphère) causée par l’absorption sélective par les molécules d’air et les atomes de l’atmosphère terrestre des rayons ultraviolets et rayons X solaires.
La partie nocturne de ce phénomène d’aspect rougeâtre est appelée nightglow.
La lueur de l’air se produit lorsque les atomes et les molécules de la haute atmosphère, excités par la lumière du soleil, émettent de la lumière pour évacuer leur excès d’énergie. Ou cela peut se produire lorsque des atomes et des molécules qui ont été ionisés par la lumière du soleil entrent en collision avec et capturent un électron libre. Dans les deux cas, ils éjectent une particule de lumière – appelée photon – afin de se détendre à nouveau.
La majeure partie de la lueur de l’air émane de la région située entre 50 à 300 km au-dessus de la surface de la Terre, la zone la plus brillante étant concentrée à des altitudes d’environ 97 km.
Cette luminescence photochimique (également appelée chimioluminescence) est causée par les réactions chimiques du rayonnement solaire entrant avec les atomes et les molécules présents dans la haute atmosphère. En effet, la lumière du soleil fournit l’énergie nécessaire pour élever ces particules et molécules à des états excités, et ils produisent à leur tour des émissions à des longueurs d’onde particulières. Il s’agit fréquemment des émissions de sodium (Na), de radical hydroxyle (OH), d’oxygène moléculaire (O2) et d’oxygène atomique (O).
Le rayonnement émis par ces molécules et atomes peut être observé dans la partie visible du spectre électromagnétique. La longueur d’onde des émissions de sodium est d’environ 590 nm, elles apparaissent donc jaune-orange. Les longueurs d’onde des émissions d’OH et d’oxygène moléculaire couvrent de larges bandes allant d’environ 650 à 700 nm (rouge). En revanche, les émissions d’oxygène atomique se produisent à trois longueurs d’onde distinctes situées à 508 nm (vert), 629 nm (orange-rouge) et 632 nm (rouge) dans le spectre électromagnétique.
Les observations de la surface de la Terre et les données des engins spatiaux et des satellites indiquent qu’une grande partie de l’énergie émise pendant la lueur nocturne provient de processus de recombinaison. Dans l’un de ces processus, l’énergie rayonnante est libérée lorsque les atomes d’oxygène se recombinent pour former de l’oxygène moléculaire (O2) qui s’était à l’origine dissocié lors de l’absorption de la lumière solaire. Dans un autre processus, les électrons libres et les ions (notamment l’oxygène atomique ionisé) se recombinent et émettent de la lumière. Contrairement aux aurores, qui présentent des structures telles des arcs épisodiques et fugaces, l’airglow brille constamment dans toute l’atmosphère terrestre, et le résultat est une bulle de lumière ténue qui enveloppe étroitement tout notre planète.
Image prise de puis la station spatiale internationale, Nasa
L’airglow est beaucoup plus tamisé que les aurores, trop faible pour être observé facilement sauf en orbite ou au sol avec un ciel clair et sombre et une caméra sensible. C’est un marqueur de la région dynamique où la Terre rencontre l’espace. Je vous laisse admirer le spectacle sur cette vidéo d’un time laps pris depuis notre camera AllSky installée à l’observatoire HAO.
