Une aurore est tout à fait observable à l'œil nu mais elle se modifie constamment. Un appareil-photo est donc utile pour en étudier sa structure. Comme, par exemple, son développement en hauteur? En principe, deux observateurs peuvent le dire depuis la terre, en comparant la position du même arc auroral sur le fond des étoiles. En pratique, des photographies prises exactement au même moment sont seules suffisamment précises. La méthode date de Martin Brendel en 1892 et a été considérablement perfectionnée par Karl Stoermer vers 1910 et a montré que le plus souvent les aurores s'élèvent à environ 100 kilomètres (60 milles), mais on en a observé de beaucoup plus hautes (habituellement rouges).



    Au cours de l'année géophysique internationale en 1957-8, des appareils photo panoramiques ont été conçus pour enregistrer complètement l'aurore, d'horizon à horizon, en photographiant sa réflexion (plutôt distordue!) dans un miroir concave. Mais le meilleur aperçu est encore obtenu depuis l'espace. Dès 1968, les satellites militaires de la série DMSP ont ratissé sous eux la terre, leur sonde balayant à plusieurs reprises de l'extrême gauche à l'extrême droite, perpendiculairement à leur orbite. Au fur et à mesure, les bandes balayées s'additionnaient jusqu'à obtenir des images complètes, qui recelaient souvent des arcs auroraux.

Imagerie scientifique de l'espace

    Des observations plus complètes de ce type d'aurore ont été menées (1981 - 1987) par le satellite Dynamics Explorer 1 (DE-1) qui se déplaçait sur uneorbite polaire ovale atteignant 4.65 RE. Plusieurs méthodes ont été utilisées; quelques photos ont été prises dans la "raie verdâtre de l'oxygène" (émise à la longueur d'onde précise de 5577 angström) et qui domine habituellement dans l'aspect des aurores terrestres, mais on a aussi beaucoup employé l'ultra-violet. Le temps de pose typique était de 2-12 minutes, assez pour distinguer les phases d'un sous-orage mais pas pour des détails plus fins.

    Des images aurorales postérieures ont été prises par "Viking" (Suède,en 1986) et "Freja." Actuellement Polar de la NASA (1996) collecte des images d'aurore polaire en utilisant trois appareils-photo - en lumière visible (parfois au rythme de 12 secondes), en ultra-violet et en rayons X

Aurore Thêta

    DE a également étudié une classe spéciale d'aurores (cartographiées auparavant par Isis 2), situées non pas sur l'ovale auroral mais collées à ses côtés, autour du pôle magnétique vers le coté "nocturne", généralement alignées dans la direction du soleil. Ils se produisent loin des sous-orages, aux heures calmes,. L'appareil photo de DE a constaté que parfois ces arches se prolongeaient complètement à travers l'ovale, reliant l'espace foncé du côté nuit au côté de jour. Le modèle global ressemble à la lettre grecque thêta (Θ), un cercle barré par le milieu, et cette forme a été donc appelée "aurore thêta." Il n'y a jusqu'ici aucune bonne explication pour les arcs en direction du soleil ou aurores thêta.

La vitesse des mouvements des aurores

    Les caméras TV sensibles peuvent enregistrer autre chose que cette lumière et regarder l'aurore dans d'autres rayonnements, plus faibles mais réagissant beaucoup plus vite. Les images qui en résultent montrent plus de détails et des modificatins plus rapides.