La planeterrella - le simulateur d’aurores polaires

Un simulateur d’aurores polaires

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Démonstration

Autres configurations

Il existe un très grand nombre de configurations possibles avec la Planeterrella.
Tout y est mobile : la buse électrique peut se déplacer sur son axe et sur sa potence, les potences des sphères peuvent monter et descendre à l’image du pied d’un parasol, on peut naturellement changer les sphères de place. La pression du gaz et l’intensité électrique peuvent changer. Bientôt, les sphères pourront également tourner sur leur axe géographique et des électroaimants permettront de faire varier le champ (...)

Uranus

Est-ce que la Planeterrella peut être utilisée pour faire des prédictions ? Peut-être… Le plan dans lequel les planètes tournent autour du Soleil s’appelle le plan de l’écliptique. Les Planètes ont par ailleurs leur rotation propre autour d’un axe géographique : la Terre tourne en environ 24 heures sur elle-même. Souvent, l’axe de rotation est penché par rapport à la verticale perpandiculaire au plan de l’écliptique, créant un phénomène de saisons. Cet angle est appelé l’inclinaison, et vaut, dans le cas (...)

Similis jets stellaires

Voici une nouvelle configuration possible avec la Planeterrella. Ici, la grosse sphère est une étoile, et nous augmentons la pression dans l’enceinte pour atteindre plus de 100 Pa. Nous voici en présence d’un astre fortement magnétisée avec une atmosphère dense (pour une couronne stellaire). En dessous de cette pression, nous avions un vent solaire en expansion. Mais voici que cette couronne se rétrécit pour se concentrer autour du pôle magnétique en un jet stellaire. La zone de Debye est parfaitement (...)

Magnétopause

Cette observation est délicate à faire avec la Planeterrella I, relativement aisée avec la Planeterrella II et, depuis novembre 2012, très facile avec la Planeterrella III. Dans le premier cas, il faut en effet utiliser une alimentation puissante, plusieurs dizaines de milli-Ampères (attention !!! Il faut être très prudent avec de telles intensités). Dans les autres cas, il suffit de rapprocher les sphères puisqu’elles sont désormais mobiles. On peut même visualiser pour la première fois au monde (...)

Van Allen

Ce qui est observé ici a peu ou pas été observé par K. Birkeland. La facilité des équipements modernes pour changer des configurations en est une des raisons : il fallait trois semaines au moins à Birkeland pour changer ce qui nous prend moins d’une demi-heure ! Mais la flexibilité du montage Planeterrella est la raison majeure.
Dans cette configuration, la grosse sphère est une planète, qui reçoit son vent stellaire soit de la buse électrique, soit de la petite sphère (qui, dans ce cas, s’entoure (...)

Anneaux courant stellaire

Nous sommes ici dans le monde de Birkeland : il a, lui aussi, amplement observé cette configuration, et en a tiré des articles scientifiques. Malheureusement, Birkeland n’a pas donné la bonne interprétation de ses observations : il pensait voir l’origine des anneaux de Saturne. Les astronomes s’opposaient à cette interprétation, arguant que Saturne n’émet pas d’électricité, et que les anneaux avaient clairement été identifiés comme des roches et glaces. Mais Kristian Birkeland refusait cette vision des (...)

Films

Voici quelques films de la Planeterrella. En cliquant sur les vignettes ci-après, vous pouvez voir 4 vidéos très didactiques présentant pour la première le phénomène des aurores polaires, pour la seconde l’expérience originelle de Birkeland, la troisième est une découverte de la manip de la Planeterrella de Jean Lilensten et enfin, la dernière présente quelques simulations d’aurores réalisées à l’aide de la (...)

Photos

Trous coronaux

Nous quittons désormais le monde de Birkeland. La grosse sphère est connectée au pôle moins du générateur : elle émet de l’électricité, et devient donc une étoile. La petite sphère, ou éventuellement la buse électrique est connectée au pôle plus du générateur : c’est une planète.
Lorsque la petite sphère est une planète, les ovales auroraux sont très bien visibles.
Concentrons nous sur notre étoile. Les électrons sont émis sur toute la surface, mais sont écartés des pôles eux-mêmes, repoussés par le champ le (...)

Ovales auroraux

Nous voici dans le monde de Birkeland : il a, lui aussi, amplement observé cette configuration, et en a tiré de très nombreux articles scientifiques. C’est par ces observations qu’il a démontré le mécanisme des aurores polaires. Fort de sa découverte, il est allé la présenter à William Thomson [1824-1907] (à ne pas confondre avec J.J. Thomson [1856-1940], le physicien qui venait de découvrir les électrons en 1897). Mais Thomson ne croyait pas la théorie de Birkeland : « s’il y a des électrons, il doit y (...)

Présentation

Une étoile est un astre qui émet de l’énergie, sous forme de rayonnement et de particules électriques (électrons et ions). Le vent de ces particules s’appelle le « vent stellaire » et, dans le cas du soleil, le « vent solaire ».
Dans notre expérience, nous pouvons connecter indifféremment une buse électrique (c’est-à-dire un simple tube métallique), et / ou une ou deux sphères au pôle NEGATIF de notre générateur (qui n’est rien de plus qu’une grosse pile électrique, produisant du courant continu). Dans la (...)