Chaque fois que nous nous approchons des pluies de météores ou, lorsqu’un grand bolide se produit, une image très populaire circule sur Internet, qui relie la couleur du météore à sa composition chimique. Mais, est-ce vrai ?
Image qui tente de relier la couleur du météore à sa composition chimique. Source : Reproduction/Facebook
Avant toute chose, il est bon de rappeler que le météore n’est que le phénomène lumineux généré par le passage atmosphérique d’un fragment de roche spatiale. Donc, quand on parle de la composition du météore, la chose correcte serait de dire la composition du météoroïde, c’est-à-dire de la roche spatiale.
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Même ainsi, l’affirmation selon laquelle la couleur du météore dépend de la composition de son météoroïde est en fait un mythe.
Pour comprendre pourquoi, il est également important de rappeler que la lumière est une onde électromagnétique, et que les couleurs sont définies par la longueur d’onde de la lumière, ou par la somme de plusieurs faisceaux de longueurs différentes.
Relation entre la fréquence de la lumière et la longueur d’onde. Avec une fréquence plus élevée (violet), ils ont une longueur d’onde plus courte, avec une fréquence plus basse (rouge), ils ont une longueur d’onde plus longue. Source : LucasVB/wikimedia.org
La lumière blanche, par exemple, est la somme de toutes les couleurs visibles. Et quand on éclaire quelque chose avec de la lumière blanche, selon la composition de sa surface, elle est capable d’absorber certaines longueurs d’onde et d’en refléter d’autres. Cela signifie que la couleur de tout ce que vous voyez est définie par la capacité de chaque matériau à refléter différentes longueurs d’onde.
De même, lorsque nous excitons les atomes d’une certaine substance, ils émettent de la lumière, et chaque élément chimique émettra une longueur d’onde différente. Par conséquent, la couleur du feu de l’allumette est différente de la flamme du poêle. Alors pourquoi la couleur du météore ne dépend-elle pas de la composition du météoroïde ?
Test de flamme avec différents éléments de couleur (vert : cuivre, rose : lithium et jaune : sodium). Source : Hergé/wikimedia.org
Eh bien, tout d’abord parce qu’un météoroïde peut contenir une grande variété de matériaux avec des concentrations différentes. Il n’y a guère de prépondérance d’un seul élément chimique qui ferait que sa vaporisation émette une couleur unique qui pourrait être distinguée par la vision humaine. Pour la plupart d’entre eux, ce mélange de matériaux amènerait le météore à émettre simplement de la lumière blanche. Mais d’où vient la couleur d’un météore ?
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Surtout de l’atmosphère. En effet, le passage d’un météoroïde dans notre atmosphère se produit à des vitesses très élevées. Avec cela, la roche spatiale finit par comprimer et chauffer les gaz atmosphériques devant elle, formant une bulle de plasma, qui est le gaz chauffé et ionisé. Pour un météoroïde de 1 gramme seulement, la bulle formée peut atteindre 100 mètres de diamètre. Et c’est précisément cette goutte de plasma qui émet la majeure partie de la lumière visible d’un météore.
Ce n’est pas un hasard si, normalement, les couleurs d’un météore sont le rouge, le vert, le bleu et le blanc (la somme des autres couleurs), qui sont aussi les mêmes observées dans les aurores polaires. Ces couleurs sont celles émises principalement par l’oxygène atomique, l’azote moléculaire et l’azote moléculaire ionisé, gaz prédominants dans les couches atmosphériques où se produisent les aurores et les météores.
Aurores boréales vues en Norvège. Crédits : Arctic light/Frank Olsen
En résumé, la couleur du météore dépendra essentiellement de la couche atmosphérique qu’il traverse. Dans les couches supérieures, au-dessus de 70 km, les météores sont généralement verdâtres ou bleutés. En dessous, ils commencent à devenir plus rouges.
La bonne partie est qu’il est toujours possible de déterminer la composition d’un météoroïde en analysant le météore. Pour cela, il faut décomposer la lumière du météore en extrayant son spectre.
Cela peut être fait avec un prisme, un réseau ou même un CD pelé. Placé devant une caméra de surveillance, les minuscules fentes du CD fonctionnent comme un prisme, diffractant la lumière du météore et révélant les différentes longueurs d’onde qui le composent.
Météore enregistré dans une caméra à réseau de diffraction (à gauche) et analyse du spectre généré (à droite), qui a conclu qu’il s’agissait d’un météoroïde ferreux. Crédits : Daniela Mourão/Rubens Damiglê/UNESP/BRAMON
Avec la lumière décomposée, il suffit de soustraire le spectre connu de l’atmosphère, et ce qui reste est le spectre de la lumière émise par le météoroïde. A partir de là, nous pouvons déterminer les principaux éléments présents dans la roche spatiale, même si elle a été complètement vaporisée par l’atmosphère. Qu’elle est belle la science, n’est-ce pas ?
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