La machine à fabriquer les aurores polaires

La Planetarrella est une machine surprenante, puisque capable de recréer une aurore polaire. Déjà disponible dans plusieurs centres de recherches dans le monde, elle arrive bientôt au Palais de la Découverte à Paris.

Les aurores polaires, que l’on appelle boréales dans l’hémisphère nord et australes dans l’hémisphère sud, offrent chaque hiver un spectacle inouï à ceux qui ont la chance de les voir. Les clichés qui circulent sur le net montrent un phénomène époustouflant, que tout un chacun rêve de voir une fois dans sa vie.

Pour ceux qui ne pourront pas se déplacer sous de telles latitudes, il sera bientôt possible de découvrir ces fameuses aurores au Palais de la Découverte à Paris. Il faut dire que l’envie de recréer ces aurores en laboratoire n’est pas très récente : en 1901 déjà, un physicien norvégien, Kristian Birkeland, tente l’expérience. Il installe dans une enceinte sous vide un canon à électrons en lieu et place du soleil, et une sphère magnétisée pour la terre. Le flux de particules émis par le faux soleil crée des ovales auroraux aux pôles, prouvant ainsi pour la première fois que les émissions solaires sont à l’origine des aurores. La machine s’appelle alors « Terrella ».

Plus d’un siècle plus tard, le dispositif de Birkeland est modernisé par Jean Lilensten, directeur de recherche à l’Ipag, et se nomme désormais « Planeterralla ». Dans la cloche de verre de Lilensten, ce sont plusieurs éléments mobiles, une buse et deux sphères aimantées, qui permettent de recréer plusieurs configurations et donc de simuler des aurores sur d’autres planètes que la Terre.

Lors d’une éruption solaire, une gigantesque quantité de matière est expulsée à des vitesses pouvant dépasser les 1000 km/s. Le champ magnétique terrestre agit comme un bouclier géant et détourne ces particules de haute énergie. Malgré tout, un petit nombre d’entre elles, notamment des électrons, arrive à passer dans la magnétosphère. En arrivant dans l’atmosphère, ces électrons cognent et excitent les atomes de gaz qui la composent. Ceux-ci libèrent ensuite de l’énergie sous forme de photons, créant ainsi de la lumière. La concentration d’électrons en provenance du soleil étant plus forte autour des pôles, la lumière créée par la libération des photons y est plus forte et visible à l’œil nu.

Dans la machine de Lilensten, le phénomène est identique. Une partie des électrons libérés par le faux soleil parvient à traverser le champ magnétique de la terre en se concentrant aux pôles, faisant apparaître des aurores mauves, qui dans la réalité apparaissent entre 80 et 100 km d’altitude, là où l’atmosphère est essentiellement composée d’azote et d’oxygène. C’est l’azote qui donne ces teintes allant du rose au rouge en passant par le violet. La couleur verte, visible que de nombreux clichés de photographes amateurs et professionnels, est due à l’oxygène atomique présent au-dessus de 100 km d’altitude, ce que le Planeterrella ne reproduit pas. Pour les simulations de phénomènes autour des autres planètes, c’est aussi du violet qui apparaît dans le laboratoire.

Malgré la possibilité de recréer différentes positions de planètes  et donc de simuler des aurores ailleurs que sur la Terre, Jean Lilensten précise que ces résultats sont à prendre avec précaution. Cependant, les observations du satellite Hubble ont confirmé l’expérience menée avec Uranus : sous la cloche de verre, une tâche aurorale apparaît au nord de la planète, tache que l’on voit aussi sur les clichés pris par le satellite. Les anneaux apparaissant aux pôles ne sont par contre pas visibles sur les images Hubble, mais une prochaine mission spatiale, côté nuit, les révélera peut-être. D’ici-là, le spectacle sera visible par tous au Palais de la Découverte.

Partez à la chasse aux aurores au cœur du désert islandais ! Séjour à Hveravellir en novembre 2014.

Accueil 80 Jours Voyages
Retour aux actualités