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L'observation visuelle des météores

Un bolide des Léonides photographié le 17 novembre 2001 par L.A.Loy.

Les traces lumineuses et les anomalies (I)

Certains météores issus d'essaim tel que celui des Léonides, des Orionides ou des Perséides, du fait de leur grande vitesse géocentrique comprise entre 60 et 72 km/s, laissent souvent des traces lumineuses persistantes et traversent le ciel en ligne droite. Au plus le météore est brillant au plus longtemps sa trace sera visible.

Si la plupart des météores laissent une trace éphémère, de nombreux rapports ou photographies font état de traînées persistantes ou colorées, de trajectoires sinueuses, en spirale, d'explosion en cours de chute ou encore de bruits associés au passage du météore. Parmi les phénomènes anormaux associés aux météores citons les suivants :

1. Les météores persistants

2. Les fumées et la couleur des météores

3. Les météores nébuleux

4. Les météores courbes, sinueux, ondulés ou spiralés

5. Les météores à queues multiples

6. Les météores ponctuels et discaux

7. Les météores sombres et diurnes

8. Les météores audibles.

1. Les météores persistants

La plupart des "étoiles filantes" portent bien leur nom car elles traversent la voûte céleste en une fraction de seconde et laissent à peine le temps à votre compagnon de l'observer. Quelques météores laissent toutefois derrière eux une traînée qui peut parfois persister plusieurs minutes et même plus d'une heure comme cela est déjà arrivé !

Seuls les météores les plus lumineux et bien sûr les bolides dont la magnitude visuelle est négative peuvent présenter ce genre de phénomène spectaculaire. Du fait de leur vitesse géocentrique élevée, en pénétrant dans l'atmosphère terrestre, le flux d'air qui entoure le météore se transforme localement en plasma qui, pour retrouver son état stable émet l'énergie qu'il a accumulée sous forme de lumière. Pour une raison qui demeure encore mystérieuse, la recombinaison des ions en atomes peut-être fortement ralentie, nous permettant d'observer après le passage du météore une traînée claire qui s'affaiblit graduellement.

La trace ne se dissipe pas car il n'existe pas de vents ni de turbulence à ces altitudes situées au-dessus de la tropopause (11 km aux latitudes moyennes) mais elle disparaît en raison de la recombinaison des ions en atomes. En règle générale un nuage ou une traînée d'ionisation se déplace à environ 72 km/h ou 0.02 km/s, soit mille fois plus lentement qu'un météore lent !

2. Les fumées et la couleur des météores

Parfois certains bolides explosent à basse altitude et laissent derrière eux une traînée qui peut persister plusieurs minutes et qui finit par se dissiper au bout d'un quart d'heure au gré des perturbations du champ géomagnétique. On peut ainsi observer après le passage d'un bolide d'étonnantes formes brillantes en éventail, d'ordinaire de couleur blanche ou jaune-orangée ainsi qu'en témoignent les étonnantes images présentées ci-dessous.

Ci-dessus quatre traces persistantes laissées par des bolides. De gauche à droite, une Léonide photographiée par J.Brownfield le 18 novembre 2001 en Ohio avec un objectif de 50mm f/1.4. Pose d'une minute; une Aquaride photographiée par Viktor Veres le 10 mai 2000 à 17h15 TU en Slovénie; une Léonide photographiée le 17 novembre 1998; une Léonide photographiée au-dessus du Japon le 18 novembre 1998. Ci-dessous, quatre images d'une Léonide prises le 18 novembre 1999 par  Lorenzo Comolli dans les Alpes italiennes avec un objectif de 50 mm f/1.8. Poses de 4 minutes sur film Kodak PJ-400.

Certains météores sont également colorés, présentant des traînées verdâtres ou cuivrées parfois même multicolores fonction de leur composition chimique. Les couleurs bleue et verte proviennent du magnésium (Mg I), le calcium (Ca II) donne un éclat bleu-violet, le chrome (Cr I) donne une lumière bleue tandis que la lumière jaune-orange est émise par le fer (Fe I). Mais les couleurs que l'on observe ne sont pas illuminées par le même processus que les traînées persistantes. 

Si des amateurs parlent de météores constitués de magnésium ou de cuivre c'est par méconnaissance des effets d'ionisation et en raison de la confusion qu'ils font entre les événements terminaux et les phénomènes responsables de l'illumination de la traînée. Ainsi une traînée verte ne signifie pas que le météore est constitué de magnésium. Il a simplement ionisé une région de la haute atmosphère riche en oxygène neutre.

A consulter : L'étude spectrale des météores

La matière qui est éjectée des météores se refroidit très rapidement dans la haute atmosphère et ne peut pas rester longtemps  lumineuse. Ce qu'on observe comme étant un météore vert ou cuivré est en fait la trace d'air ionisé, les électrons se recombinant avec les atomes en émettant des photons à des longueurs d'ondes spécifiques, rouges, jaunes, vertes ou bleues. Cette recombinaison des atomes peut s'effectuer très lentement. Si visuellement on peut occasionnellement observer des traînées colorées persistant une minute, des photographies à longues poses révèlent que certaines illuminations ont duré plus d'une heure.

Trois photographies de bolides accompagnés d'ionisations colorées. A gauche, une Léonide photographiée en 1998 par Steve Dunn. A droite, gros-plan d'une Perséide photographiée le 12 août 2012 par l'auteur. Pose de 15 secondes à 800 ISO avec un APN Nikon D7000 muni d'une optique de 16 mm f/3.5. Document T.Lombry. Ci-dessous une Perséide photographiée en août 1993 par S.Kohle et B.Koch de l'Université de Boon.

Il faut noter que les spectres du flash terminal des bolides affiche quelquefois les raies du magnésium. Bien que l'onde de choc terminale se produise à une vitesse bien inférieure aux vitesses auxquelles on observe la couleur verte, le magnésium peut être responsable de certaines explosions terminales mais de façon générale très peu de météores contiennent du magnésium en quantités significatives pour assurer la persistance de ces traînées vertes.

En fait si vous déplacez n'importe quoi dans l'air à la vitesse d'une bolide (au moins 40 km/s), qu'il soit ou non constitué de magnésium... il présentera une traînée d'ionisation verte dûe à l'ionisation de l'air sur son passage.

Deuxième partie

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