The Sounds of St.Michel

 

 

                       Joachim Köppen,

                       Observatoire de Strasbourg,

                       11, Rue de l’Université,

                       F-67000 Strasbourg

 

 

 

 

La semaine du 21 au 26 Sept. 2009 on était à St.Michel l’Observatoire pour un stage de l'APLF. C’était la première fois que j’étais dans cette région. Pour mon cours, j’ai bien apporté mes appareils d’écouter aux émission naturelles au ondes radio en très basses fréquences, mais je ne me suis pas troublé d’apporter la magnétophone.

 

Un petit essaie dans la première soirée m’a montré que le plateau prés de la village est une endroit très faible à bruit électrique. Etonnant ! … heureusement j’ai apporté le câble audio, qui m’a permis connecter le poste de réception et mon ordinateur. Ainsi j’ai pu ajouté à mon cours des données capté «au site» !

Les Tweeks                           

 

Après le coucher du soleil, la couche la plus basse de l’ionosphère (la couche «D») va se faiblir manquante la radiation solaire. Car cette couche est responsable pour l’absorption des ondes radio dans la journée, on écoute dans la nuit des signaux des éclairs aux grandes distances (plus de 3000 km). Les signaux sont caractérisés par un son un peu musical, comme s’on pince une corde d’une guitare. Dans le spectre on voit que l’impulse d’un spheric est suivit par une queue. La fréquence de la queue – environ 1.6 kHz – est déterminé par la hauteur de l’ionosphère.

Dans une soirée j’ai capté des jolis tweeks avec des queues longs, qui montrent de plus des queues dans les fréquences harmoniques : Le capture d’écran en dessous montre l’existence des queues jusqu'à 5 fois la fréquence fondamentale. Cet effet n’est pas une saturation de l’appareil, car on peut bien trouver des tweeks encore plus fortes mais sans harmoniques. Ainsi, c’est un effet non linéaire de la propagation de ces ondes radio dans l’ionosphère.

L’autre résultat très joli est l’observation des tweeks aux formes différents : Le plus loin le tweek est produit, le plus étalé devient le queue. Dans l’image suivant – capté dans notre soirée des observations a l’OHP – on voit plusieurs tweeks « courts » avec des courtes queues qui sont visibles dans la première harmonique. De plus, on voit un tweek avec un queue dont la fréquence se diminue plus lentement, et sans harmonique. Une modélisation  permet la détermination de la distance ainsi que de l’hauteur de l’ionosphère : Les tweeks ‘courtes’ sont produits à une distance d’environ 800 … 1000 km (disons l’Espagne, l’Italie, la Roumanie, …), le longue est venu d’environ 5000 km distance (disons le Senégal, Ghana, Nigeria, l’Ethiopie, l’Iran, Kazakhstan, …)

Les Whistlers

Le 24 sept.

Etant le premier après-midi sans cours, j’ai pris la chance de passer tout le temps au plateau, passant entre les arbres et écoutant dans les espaces vides entre les arbres. Rien d’intéressant … enfin, vers 17:00 j’ai écouté un faible siffle, et j’ai commencé l’enregistrement – seulement pour ne laisser échapper la chance. 165 secondes après le début du fichier, il y a quelque chose: un faible trait entre 3 et 2 kHz

A 235 secondes, on trouve un deuxième signal, un peu plus fort :

Le 25 sept.

Je suis sortit de la salle de cours plusieurs fois, environ toutes les heures. Tout l’après-midi rien à rapporter (et rien à 17:00), … mais le premier siffle s’est présenté vers 18:00. L’enregistrement commence a 18:09. Presque toute de suite, on trouve un faible mais joli whistler : 

Il mérite d’être montré dans une façon zoomé sur l’intervalle d’une seconde. On voit bien qu’il s’agit d’un exemplaire à ton pur et que la fréquence prend environ 0.2 secondes  pour passer de 6 kHz à 4 kHz.

Comparaison avec des observations de Kiel (2006)

D’où viennent ces signaux ? En août 2006 j’ai pu capter après un fort spheric évidemment un whistler à deux tours et son camarade à 4 tours, suivit par un whistler rapid – c.à.d. quelqu’un à un seul tour !

Regardons un zoom du whistler à un tour, on voit que le temps entre 6 kHz et 4 kHz est environ 0.2 secondes, la même valeur que nous avons observé a St.Michel … nos whistlers captés sont évidemment venus de l’afrique sud !

Le whistler à 2 tours est environ deux fois plus lente : On observe 0.4 secondes pour le changement de 6 à 4 kHz. Cette différence ne laisse aucun doute sur notre identification !

Une demi-minute après, on voit un deuxième joli exemplaire :

Encore dix secondes après, on écoute un autre whistler, précédé par un son encore plus faible :  

 

L’agrandissement montre clairement deux whistlers entre 6 et 3 kHz, avec la même vitesse – la pente de ses traites – ainsi que les deux sont de ton pur.

Il y a encore deux whistlers très faibles, à 91 et 353 secondes après le début de ce fichier, mais ils ne sont pas trop intéressants pour être montrés ici.

Une demi-heure après – à 18:27 – j’ai capté une deuxième fichier qui contient des bonnes exemples que je montre déjà zoomés :

 

A cet après-midi, un bel orage était visible vers la direction de l’OHP. Il produit des fortes spherics qui ont pu durer une bonne fraction d’une seconde. Dans le spectre en dessus, on voit une portion d’une telle décharge locale, suivit par le whistler faible !

Les whistlers observés sont faibles, mais assez joli et propre ! Grâce de l’environnement à faible bruit électrique et électronique il était possible de les capter avec mon boite « Ricola » et avec une antenne de 40 cm !

 

Les fichiers audio sont disponibles sous http://astro.u-strasbg.fr/~koppen/StMichel/

Les fichiers audio tous a la durée de 5 secondes; le nom de la fichier indique la date et le temps le la fichier mére, et les secondes de l'offset entre le debut de ce fichier et celui de la fichier mére.