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La curiosité et le voyage au service de la science

Aujourd’hui je propose cet article comme une base de réflexion sur ce qui nous pousse chacun à explorer, à découvrir... J’y décris mon cheminement propre, celui qui m’a amené à m’intéresser à l’Astronomie en partant de mes montagnes Pyrénéennes pour aller vers la Norvège, à la découverte du soleil...







Nous ne vivons pas tous, scientifiques ou non, avec le même élan de curiosité...Mais chaque personne peut trouver autour d’elle un terreau à sa curiosité : son lieu de vie, ses pérégrinations.. Ainsi, peut-on dire que c’est de son expérience et de sa curiosité que l’on peut peut-être devenir scientifique, non ?

De là où nous vivons, nous Pyrénéens, nous pouvons prendre de la hauteur pour explorer le monde qui nous entoure. Le Pic du Midi de Bigorre est pour nous le Pic aux étoiles et je tiens à vous le présenter tel que je l’ai découvert en le gravissant à pied...

 La Curiosité : du Pic du Midi au Soleil

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Le Pic aux Etoiles

Il est un pic cher aux Pyrénées. Culminant à 2872 mètres d’altitude, il demande à être gravi dans un certain effort. Le souffle commence à manquer, les muscles font sentir une certaine douleur... Et au fur et à mesure que l’on grimpe vers la cime, l’observatoire se fait plus grand, plus proche...

Comme récompense à la curiosité de chacun qui a fait le chemin jusque là-haut, s’offre, selon l’heure de l’ascension, un lever ou un coucher de soleil, voire une nuit la tête dans les étoiles... C’est comme ça que l’on peut aussi aimer ce sommet : à travers un voyage à pied exigeant vers la belle découverte de ce que nous donne à voir le monde de là-haut.

Imaginez ces premiers explorateurs au XVIIIe siècle qui ont avalé le dénivelé de cette montagne pour rejoindre leur poste d’observation. Dans les années 1850, il fallait effectivement trois heures de cheval ou quatre heures de chaise pour atteindre le pic depuis le chemin du Tourmalet. Une auberge était déjà présente près du sommet pour se rassasier après cet effort. Tout travail d’exploration, aussi passionnant soit-il, ne se fait sûrement pas le ventre creux !

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Aujourd’hui, un téléphérique aide tout un chacun à atteindre ce sommet de Midi-Pyrénées, ce qui a surement favorisé l’installation de cet observatoire qui est une haut lieu de recherche et d’observation en astronomie.

De cette chaine que l’on appelle « montagnes de feu », c’est le feu du soleil qui est exploré de là-haut. L’astronomie est encore à l’heure actuelle le domaine d’investigations scientifiques le plus important au Pic du Midi.

Depuis 135 ans, chercheurs et techniciens de l’espace y scrutent la galaxie à la recherche de phénomènes célestes inconnus.

La première coupole est installée en 1908. C’est la coupole Baillaud qui mesure 8 m de diamètre et est équipée d’une monture équatoriale mécanique [1]. Elle abrite une lunette et un télescope réflecteur [2].

En 1946, M. Gentilli offre à l’observatoire une coupole et un télescope de 60 cm. Cette coupole accueille aujourd’hui des astronomes amateurs via l’Association T60 [3].

Un spectrographe [4] est installé en 1958.

En 1963, la NASA finance l’installation d’un télescope de 106 cm au niveau de la coupole Gentilli. Ce télescope est notamment utilisé pour prendre des clichés précis de la surface lunaire dans le cadre de la préparation des missions Apollo mais il est aussi dédié aux observations du système solaire.

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Une tour haute de 28 m et de 2 m de diamètre est construite à partir de 1972. Elle est installée à l’écart des autres bâtiments, de façon à minimiser les perturbations atmosphériques. En 1980, elle abrite un télescope de 2 m : le télescope Bernard Lyot qui est utilisé avec le spectropolarimètre NARVAL9 [5].

L’observatoire dispose d’un coronographe [6], le coronographe CLIMSO qui permet l’étude de la couronne et du disque solaire.

Autre instrument, installé depuis 1961, la Coupole Tourelle abrite une lunette de 50 cm de diamètre destinée à l’étude du Soleil. Elle permet de réaliser des images de la surface du soleil et d’étudier la granulation, c’est à dire la structure de grains brillants chauds sur la surface du Soleil. L’instrumentation s’est vue complétée en 1980 par un spectrographe.

A 2872 m d’altitude la pression atmosphérique est 1/3 moins dense qu’en plaine et il y a donc moins de nuages et de pollution. L’altitude est ainsi favorable à l’Astronomie Solaire...

 Un peu d’Astronomie Solaire... [7]

Tous les instruments présents au sommet du Pic du Midi de Bigorre ont donc pour but d’approfondir en particulier les recherches sur le Soleil.

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Il a été montré que le Soleil peut émettre un flux continu de particules de grande énergie. En 1962 la sonde spatiale Mariner 2 en a apporté la preuve. Le vent solaire va alors prendre sa source dans la couronne solaire qui est l’« atmosphère » du Soleil (c’est l’interface entre le Soleil et le milieu interplanétaire).

Le vent solaire est composé de particules (protons et électrons) indépendantes les unes des autres. Ces particules, les plus rapides, ont une vitesse qui leur permet d’échapper à la gravité solaire. La composition du vent solaire est identique à celle de la couronne solaire : 73 % d’hydrogène et 25 % d’hélium. De part sa nature le vent solaire est à l’origine d’un champ magnétique qui va affecter l’environnement de la Terre et l’ensemble du système solaire.

Le vent solaire s’échappe de la couronne solaire, de façon continue. Il n’est pas uniforme et se propage dans toutes les directions mais à des vitesses différentes selon l’endroit où il est émis.

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On trouve, à la surface du soleil, des trous coronaux. Lorsqu’ils sont observés en lumière ultra-violette, ils sont des zones sombres de la couronne. Ce sont des régions de faible densité, plus froide, qui se trouvent au dessus de la « surface » du Soleil, la photosphère , là où le champ magnétique s’ouvre sur l’espace interplanétaire. Ils se situent le plus souvent au niveau des pôles mais ils peuvent « descendre » vers l’équateur.

La vitesse du vent solaire est élevée au niveau de ces trous coronaux (800 km/s), elle est moins élevée à des latitudes plus basses (300 km/s). Le vent solaire met 2 à 3 jours pour atteindre la Terre.

Le vent solaire s’étend jusqu’aux confins du système solaire et on peut alors voir apparaître sur la Terre des Aurores Boréales.

L’aurore a la forme d’une mince bande elliptique centrée sur les pôles nord et sud magnétique. La grandeur de cette forme dépend de l’activité solaire : plus le Soleil est actif et le vent solaire intense, plus l’aurore devient large et s’étend.

Lors d’un orage solaire accompagnant un orage magnétique, et faisant suite à une éruption solaire ou un sursaut solaire important (le soleil offre un pic d’activation solaire sur un cycle de 11 ans), un afflux de particules chargées, éjectées par le Soleil, entre en collision avec le bouclier que constitue la magnétosphère, c’est à dire le champ magnétique terrestre.

Des particules électrisées à haute énergie peuvent alors être captées et canalisées par les lignes du champ magnétique terrestre. Ces particules excitent ou ionisent les atomes de la haute atmosphère, l’ionosphère. L’atome excité ne peut rester dans cet état, et un électron change alors de couche, libérant au passage un peu d’énergie, en émettant un photon, particule élémentaire constitutive de la lumière visible.

Comme la nature de ces ions (oxygène, hydrogène, azote, ...) dépend de l’altitude, ceci explique en partie les variations de teintes des nuages, draperies, rideaux, arcs, rayons... qui se déploient dans le ciel à des altitudes comprises entre 80 et 1 000 km.

Provoquées par l’interaction entre les particules chargées du vent solaire et la haute atmosphère, les aurores se produisent principalement dans les régions proches des pôles, dans une zone annulaire justement appelée « zone aurorale » (entre 65 et 75° de latitude). Les régions les plus concernées par ce phénomène restent le Groenland, la Laponie, l’Alaska, l’Antarctique, le nord du Canada et l’Islande.

En cas d’activité magnétique intense, l’arc auroral s’étend et commence à envahir des zones beaucoup plus proches de l’équateur. L’aurore polaire est « descendue » jusqu’à Honolulu en septembre 1859 et jusqu’à Singapour en septembre 1909 atteignant ainsi le dixième degré de latitude sud.

Les aurores boréales sont aujourd’hui prévisibles, grâce notamment aux travaux de l’observatoire Kjell Henriksen avec le Centre Universitaire du Svalbard, et à leur programme informatique SvaltrackII disponible au grand public.

 Le Voyage : des Pyrénées à la Norvège

« Si tu n’as pas étudié, voyage » Proverbe Foulfouldé [8]

Voyager, c’est aussi découvrir le monde...

Prendre la route, laisser de côté ce que l’on sait déjà, ses connaissances, ses expériences passées, est une démarche qui permet de se laisser guider par sa curiosité, sans a priori... C’est presque une disposition à la démarche scientifique si l’on peut dire...

Émettre une hypothèse peut permettre de mettre en place une démarche rigoureuse de validation ou d’invalidation de cette hypothèse...

Mais partir sans hypothèse, juste avec la curiosité, la surprise et l’observation comme outils d’investigation peut, comme cela a été le cas pour nous, une riche source de découvertes.

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Région de Tromsø en Norvège

Lorsque nous sommes arrivés en septembre 2010 dans le Nord de la Norvège, nous avons découvert que c’était la période adéquate pour voir des aurores boréales. Le premier observatoire des aurores boréales du monde a été construit ici à la fin du 19è siècle et a valu à Alta le surnom de « Ville des Aurores Boréales ».

En théorie, elles ont lieu à la période des solstices, c’est à dire en automne et au printemps. Les livres nous ont laissé rêveurs car nous nous disions que nous allions avoir la chance de voir nos premières aurores, mais les Norvégiens nous ont laissé moins d’espoir... Par expérience, ils avaient plus souvent l’habitude d’en voir en hiver, période où nous serions rentrés chez nous...

G. Notnes photography [9]

Nous pouvons penser que pour les Norvégiens, les aurores boréales ne sont pas un phénomène rare... Nous nous étions plein d’espoir de découvrir ces phénomènes en ces terres boréales.

Notre grande question, qui est peut-être aussi la vôtre, était : mais comment une aurore boréale se passe réellement lorsque l’on est sur la terre et que l’on regarde le ciel ? Nous voyons souvent des vidéos où le phénomène est accéléré, mais comment ce phénomène se passe en vrai ???

Il faut croire qu’il faut le voir pour pouvoir enfin se rendre compte de la réalité des aurores... La nature (ou plutôt le Soleil...) nous a offert un magnifique spectacle un soir où les températures étaient assez douces.

Je me douchais à l’extérieur du fourgon comme à notre habitude depuis plus de deux mois déjà, lorsque de la noire couverture céleste, une aurore est apparue, telle une vapeur verte qui se diffusait tout doucement...

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Cliquez sur le lien ci-dessous pour lire la vidéo

https://docs.google.com/file/d/0BzG...

 Conclusion et réflexion

De mon article qui décrit ma démarche, je vous pose la question de votre démarche à vous... La mienne est celle qui amène sa curiosité à apprendre du monde mais aussi celle qui amène la curiosité à devenir voyage où tous les connus s’effacent. Partir pour redécouvrir ce que l’on a auprès de soi ou de chez soi... Partir pour approfondir les connus et rajouter à nos connaissances des émotions comme celles d’enfants émerveillés....

De ce que l’on aime et de ce dont on a fait l’expérience, on veut le partager. On le partagera avec d’autant plus de passion que le sujet nous touche de prêt et vient faire naître en nous des émotions vives.

Être scientifique, n’est-ce pas devenir ou rester curieux ? N’est-ce pas passionner les autres et leur donner envie à leur tour de se laisser guider par leur curiosité ? C’est peut-être garder un esprit d’enfant qui veut bien se laisser surprendre, qui veut bien laisser ses repères de côté pour apprendre encore et encore...

Et cet esprit d’enfant, ne pensez-vous pas que toute personne peut le retrouver et apprendre à le développer, comme je l’ai moi-même vécu et qui me permet aujourd’hui de vous parler d’Astronomie et d’Aurores Boréales ?

Et si nous n’étions pas partis en Norvège, aurais-je eu envie ou été capable d’approfondir mes connaissances en Astronomie ?...

[1] Une monture équatoriale est un dispositif comportant un axe de rotation parallèle à l’axe de rotation terrestre. Elle permet de suivre facilement un astre lors de son parcours dans la voûte céleste. La monture supporte généralement un instrument d’observation astronomique, tel qu’un télescope ou une lunette.

[2] Le réflecteur est doté d’un miroir primaire permettant de recueillir et concentrer la lumière. Tous les objets célestes, y compris ceux de notre système solaire, sont si éloignés de nous que tous les rayons lumineux qu’ils produisent arrivent sur Terre sous forme de rayons parallèles. De ce fait, le miroir primaire du télescope réflecteur a été conçu pour avoir une forme parabolique et ainsi concentrer tous les rayons lumineux en un point central.

[3] http://www.astrosurf.com/t60/

[4] C’est un instrument d’optique qui disperse les différentes couleurs de la lumière d’un astre, puis les enregistre. Chaque couleur est identifiée alors par sa longueur d’onde.

[5] NARVAL est un instrument astronomique spécialement conçu et optimisé pour étudier les champs magnétiques des astres, et en particulier leurs effets sur la vie des étoiles.

[6] La coronographie est une technique en astronomie qui consiste à reproduire le phénomène céleste des éclipses totales. Le coronographe permet en effet d’effacer la partie centrale de l’étoile. Ainsi, seule la couronne de l’étoile observée apparaît.

[7] pour des informations complémentaires : www.climso.fr

[8] Le peul, ou peulh ou fulfulde, ou pular/ pulaar, est une langue parlée dans une vingtaine d’États d’Afrique occidentale et centrale, des rives du Sénégal à celles du Nil.

[9] G. Notnes photography



DELAS,
date de publication : 7 mars 2013,
date de dernière mise à jour : 26 janvier 2013


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