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Observation d'une Aurore boréale
Faite à Villers-Cotterets le 24 octobre 1763
Latitude de Villers-Cotterets : 49°15' 58, Longitude orientale : 29' 8".
 
Lavoisier
1763

Le 24 octobre 1763, à 6h 25m du soir, le ciel étant parfaitement serein, je m'aperçus qu'il y avait vers le nord un commencement d'aurore boréale.

Du côté de l'est le ciel était éclairé par la Lune, qui n'était élevée que de quelques degrés au-dessus de l'horizon. Du côté de l'ouest, on voyait encore la lumière du crépuscule très distinctement renfermée dans une portion de cercle élevée à peu près, suivant que je l'ai estimé, de 18 degrés au-dessus de l'horizon. Vers le nord on voyait un segment circulaire, ou du moins que je supposerai quant à présent tel, noirâtre ou obscur, parfaitement terminé, et dont la convexité regardait le zénith; il était environné d'une espèce de limbe lumineux concentrique, d'où partaient quelques rayons ou jets de lumière, comme s'il eût caché à nos yeux le foyer de quelque incendie.

A 6 h 32, 33 et 35 minutes, ayant cherché à déterminer la position du segment noirâtre, je trouvai qu'il occupait à peu près l'angle formé par le vertical de la Claire [Algenib] de Persée et celui de la Brillante [Gemma] de la Couronne, c'est-à-dire qu'il sous-tendait dans le ciel la corde d'un arc d'environ 129 degrés : d'où l'on voit que le point milieu déclinait de 16 1/2 ou 2/3 degrés vers l'ouest.

Sa position était encore déterminée par les deux étoiles d'en bas du carré de la Grande Ourse, qu'il rasait, de manière cependant que la Précédente sud y était un peu renfermée; du côté de l'est il touchait la petite étoile du Cocher, de la quatrième grandeur, appelée Epsilôn par Flamsteed, et, du côté de l'ouest, l'Arcturus [Bouvier] y était tant soit peu engagé.

Quant au limbe éclatant, j'ai jugé à 7h 37 ou 38 minutes, qu'il était au moins d'un tiers plus grand que l'arc-en-ciel, ce qui me donne à peu près 3 degrés, la grandeur moyenne de l'arc-en-ciel, étant de 2° 15'. Il en partait toujours quelques rayons, mais peu élevés et peu marqués. Ce qu'il y avait de plus remarquable, dans cet instant, était un jet de lumière plus grand et plus éclatant que les autres, qui s'élevait immédiatement de l'horizon jusqu'à l'étoile polaire [Petite Ourse].

A 6h 40 mn; la Précédente sud était débarrassée; le segment était un peu diminué, et s'était porté sensiblement vers l'ouest; il occupait alors l'angle formé par un vertical qu'on aurait fait passer un peu à l'ouest de la Brillante de la Couronne, et un autre entre l'étoile polaire et Cassiopée, un peu plus près cependant de cette dernière constellation, ce qui donne une amplitude d'environ 106 degrés et la déclinaison du point milieu de 27 degrés vers l'ouest.

Depuis 6 h 40 ou 45 minutes, le segment obscur parut s'abaisser et s'effacer peu à peu, de sorte qu'à 7 heures il n'était presque plus sensible; on ne cessa cependant pas durant cet intervalle de voir de temps en temps des jets de lumière, la partie du nord avait toujours paru éclairée; principalement à 7 h 53 ou 54 minutes, la lumière était plus vive qu'elle n'avait encore été.

Ayant cessé d'observer pendant quelques instants, je m'aperçus à 7h 8mn que le segment obscur était reparu plus grand qu'il n'était auparavant, de sorte que les deux étoiles sud du grand Chariot [Grande Ourse] y étaient absolument engagées, tandis que les deux étoiles nord se trouvaient dans le limbe lumineux qui l'environnait, et qui n'était alors presque point distingué du reste du ciel. Cela n'empêchait cependant pas qu'elles n'eussent presque autant d'éclat qu'auparavant aussi bien que l'Arcturus, qui commençait à s'approcher de l'horizon, et qu'on voyait briller au milieu du cercle noir, ce qui le rendait seulement un peu rouge.

A 7h 15m le même segment paraissait occuper l'arc de l'horizon compris entre le vertical de la Claire de Persée et à peu près celui de la Lyre, ce qui donne 137 3/4 degrés d'amplitude et, pour la déclinaison du point milieu, 16 1/4 degrés vers l'ouest.

Vers 7h 25m, il était tellement augmenté que la Grande Ourse y était engagée tout entière, ce qui n'empêchait pas qu'on n'aperçut quelques-unes des étoiles des pattes malgré la lumière de la Lune, qui était très vive; le ciel ne m'ayant fourni dans cet instant aucune étoile remarquable pour déterminer les pointes du segment, j'ai estimé qu'il ne pouvait guère être moindre de 148 degrés; j'ai de plus observé qu'il rasait la petite étoile de la Chèvre [Cocher]appelée Delta par Flamsteed.

Il est bon de remarquer que depuis 7 h 8mn, que le segment obscur avait commencé à reparaître, le limbe concentrique brillant n'avait été que peu ou point du tout sensible, qu'on n'avait vu vers le nord aucune lumière remarquable, et qu'il n'en était point parti de colonnes ou de jets lumineux comme auparavant, de sorte qu'à proprement parler l'aurore boréale ne subsistait plus.

Toutes ces observations avaient été faites dans la plaine, et je les avais écrites sur-le-champ au clair de la Lune, qui avait toujours été très brillante; mais, voyant que le ciel demeurait assez constamment dans le même état, je regagnai la maison. Ce ne fut qu'à 8 h 30 mn que je m'aperçus que l'aurore boréale était recommencée, et qu'elle
était plus brillante qu'elle n'avait encore été. Comme j'avais regardé de temps en temps le ciel, il y a apparence qu'il n'y avait pas longtemps. Au reste toute la partie du nord était vivement éclairée; le cercle noir subsistait encore environné du limbe éclatant; on en voyait partir un grand nombre de jets de lumière, tandis que d'autres partaient immédiatement de l'horizon.

Comme la maison où je me trouvais était en grande partie masquée du côté du nord, je pris le parti de la quitter pour regagner le lieu d'où j'avais observé une heure auparavant. Je m'étais muni d'une boussole divisée en degrés garnie d'une alidade. A 8 h 55 mn je pris l'angle et je trouvai que la portion de l'horizon occupée par l'aurore boréale était de 136 1/2 degrés et la déclinaison du point milieu de 18 1/4 degrés vers l'ouest : j'ai supposé pour cette opération la déclinaison de l'aiguille aimantée de 19 degrés juste. Pendant tout cet intervalle, le ciel n'avait pas cessé d'offrir un spectacle très brillant. Le cercle concentrique lumineux subsistait encore, mais au lieu d'être bien terminé comme il avait toujours été, sa partie supérieure paraissait se confondre avec une matière de même couleur, c'est-à-dire blanchâtre et lumineuse, ressemblant parfaitement à un nuage rare et léger qui ne cachait aucune étoile à la vue. Cette matière paraissait avoir un mouvement d'ondulation dont l'origine était vers l'horizon, et qui se communiquait successivement jusqu'à la partie supérieure; il partait immédiatement de l'horizon un grand nombre de rayons ou de bandes lumineuses, qui, en passant sur le cercle noir, imitaient assez bien les replis, les clairs-obscurs et les ombres d'une draperie blanche. On eût dit même que cette draperie avait une espèce de mouvement horizontal d'ondulation, les rayons éclatants paraissant d'instants en instants prendre la place des bandes obscures, et réciproquement; tantôt les rayons ne s'élevaient qu'à une hauteur de 40 ou 50 degrés; tantôt ils semblaient s'élancer avec plus de force, et s rassemblaient à 15 ou 20 degrés au delà du zénith; quelquefois ils s'éteignaient tout à coup, et quelques instants après le ciel paraissait plus enflammé que jamais.

Je finissais d'écrire à la lueur d'une lanterne quelques notes succinctes pour me rappeler les observations précédentes. Je me préparais à déterminer avec exactitude la position du cercle noir, lorsque, à 9 h 5mn, jetant les yeux sur le ciel, je ne vis plus à sa place qu'un nuage léger, noirâtre, tirant sur le violet, tout à fait détaché de l'horizon, qui occupait dans le ciel l'angle entre le vertical du bout de la queue de la Grande Ourse et celui de la Brillante [Véga] de la Lyre, c'est-à-dire un angle d'environ 50 degrés. Ce nuage parut s'évanouir en un instant, et il ne resta plus de vestige d'aurore boréale.

Quoique je n'aie rien d'exact sur la position du cercle ou segment noirâtre pour ce dernier instant, j'observerai cependant qu'il m'a toujours paru décroître à proportion qu'il partait un plus grand nombre de rayons ou jets de lumière, comme si la matière de l'aurore boréale eût été prise à ses dépens.

J'ajouterai encore une remarque que j'aurais dû naturellement placer plus haut, c'est que les rayons, jets lumineux, ou bandes lumineuses étaient plus larges à leur base que dans la partie supérieure, de sorte qu'au point de réunion ils n'avaient presque plus, d'épaisseur.

J'avais soupçonné pendant l'observation que le segment circulaire, ou du moins ce que j'ai appelé jusqu'à présent tel, pouvait être une portion de courbe quelconque différente du cercle. Pour m'en éclaircir, j'ai essayé de faire passer une courbe par les cinq points que me donne l'observation de 6 h 33 et 35 minutes, et j'ai trouvé qu'ils étaient tous dans une ellipse très excentrique régulière, ou sensiblement telle, dont le grand axe est parallèle à l'horizon et élevé au-dessus de 3° 45'. Les dimensions de cette ellipse sont telles qu'en supposant le demi-grand axe de 1000 parties, on a 947,3 pour la demi-excentricité, et 273,6 pour le demi-petit axe; ou, si l'on aime mieux, ces dimensions en degrés mesurés sur un des grands cercles de la sphère, le demi-grand axe occupait dans le ciel un angle de 64° 30', la demi-excentricité de 62° 6' et le demi-petit axe de 17° 40'. Ajoutant maintenant cette dernière quantité à l'élévation du centre au-dessus de l'horizon, on a pour la hauteur du point le plus élevé, ou, ce qui est la même chose, de l'extrémité du petit axe, 21° 25'.

Je voulais appliquer la même opération à l'observation de 7 h 25mn, qui me donne quatre points de la courbe; mais, comme la plupart de ces points ne sont déterminés qu'à peu près, il ne m'a pas été possible d'en déduire avec certitude les dimensions. J'ai cependant tout lieu de présumer que c'était encore une ellipse à peu près semblable à la première, mais plus grande, dont le grand axe était parallèle à l'horizon, et le centre plus élevé que dans l'observation précédente, enfin dont la plus grande hauteur était à peu près de 26 degrés.

Outre cette aurore boréale, il y en a encore eu deux autres visibles à Villers-Cotterets, l'une le 17 octobre, l'autre le 21. J'ai moi-même été témoin de la première; ce ne fut qu'à 10 heures du soir que je m'en aperçus; j'ignore si elle durait depuis longtemps; elle était assez semblable à celle dont on vient de voir le détail, et accompagnée des mêmes circonstances. Ayant cherché sur-le-champ à déterminer l'amplitude de la partie enflammée du ciel, je trouvai, tant à l'aide de la boussole que de quelques étoiles fixes, qu'elle était au moins de 160 degrés, la déclinaison du point milieu de 23, 24 ou 25 degrés.

Je ne donne cette observation que comme une approximation qui peut être éloignée de plusieurs degrés de la vérité, ayant été faite dans un jardin fort étroit, masqué du côté de l'est et de l'ouest par deux murailles, et du côté du nord par un bâtiment. Au reste, depuis 10 h jusqu'à 10 h 20mn, l'aurore boréale ne cessa pas d'être brillante; les jets de lumière s'élevaient même quelquefois jusqu'en un point au delà du zénith de quelques degrés; c'était là le centre de réunion. Depuis 10 h 20 mn elle parut décroître assez sensiblement, de sorte qu'à 10 h 30mn on ne voyait plus rien. A 10 h 40 mn on revit une clarté assez vive du côté du nord; il partit même quelques colonnes de lumière, comme si l'aurore boréale eût été près de recommencer; mais au bout de quelques instants tout s'éteignit, et je n'ai plus rien revu jusque près de 11 h 30 que j'ai cessé d'observer.

Quant à l'aurore boréale du 21, des personnes du pays m'ont assuré qu'elle avait été fort brillante et qu'elle n'avait duré que peu d'instants. Je n'ai rien pu savoir de plus, pas même l'heure précise de son apparition. Différentes circonstances me portent à croire que c'était entre 7 et 8 heures; pour moi, j'étais ce jour-là à quatre lieues de Villers-Cotterets; le hasard fit même que je ne quittai la promenade qu'à la nuit fermée, sans que j'eusse vu le moindre vestige d'aurore boréale; je regardai même le ciel vers les 9 heures et je ne vis rien davantage; il faisait alors un brouillard assez considérable, qui ne fit qu'augmenter jusqu'au lendemain.

Deux jours avant la première de ces aurores boréales, c'est-à-dire le 15, on avait vu dans l'air, une demi-heure ou trois quarts d'heure après le coucher du Soleil, ce que M. Musschenbröck appelle des poutres ou des flèches lumineuses. Elles étaient parfaitement semblables à ces nuages légers qu'on voit quelquefois dans l'atmosphère, ce qu'on exprime en disant que le temps est vergeté; je les aurais même sans doute confondues si je ne les avais vues.

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