©Planeterrella Un simulateur d’aurores polaires
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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 de la Terre, environ 23,3°. Mercure n’est pas inclinée, Vénus l’est peu (-2°, le moins signifiant qu’elle tourne dans le sens inverse de celui de la Terre), Jupiter à peine plus (3°), Saturne et Neptune bien davantage : 27°. Quant à Uranus elle est très inclinée (97 °).

On a longtemps pensé que l’axe magnétique nord – sud devait plus ou moins être proche de celui de l’axe de rotation. Il n’en est rien, et tous les cas sont possibles : le champ magnétique terrestre est incliné de 11,3° par rapport à l’axe géographique, celui de Jupiter de -9,6°, mais celui de Saturne est bien aligné sur l’axe de rotation. Lorsque nous nous éloignons encore, surprise énorme : le champ d’Uranus est penché de 59° par rapport à l’axe de rotation et celui de Neptune de 47°.
Ainsi, il arrive que l’axe magnétique d’Uranus pointe presque vers le Soleil, comme celui de Neptune (90° - 47° - 27° = 16°). Quelles aurores y observe-t-on ?

Sur Uranus, le télescope spatial Hubble a clairement identifié, côté jour, la présence non d’un ovale auroral, mais d’une tache aurorale : les électrons du vent solaire s’engouffrent directement dans le cornet polaire au dessus du pôle magnétique. Le télescope Keck a pourtant photographié un ovale auroral côté jour. Qu’en est-il ?
Et côté nuit ? La Terre se trouvant entre le Soleil et Uranus, il n’est pas possible de voir la face nocturne d’Uranus. Nous ne savons donc pas à quoi ressemblent les aurores nocturnes de cette planète.

Avec la Planeterrella, il est facile de s’amuser à simuler cette configuration. Il ne s’agit pas encore de science, car il faudrait modéliser numériquement l’ensemble et prouver qu’en dépit des différences d’échelles, la Planeterrella reproduit le système Soleil – Uranus.
Pour ce faire, nous déplaçons la buse électrique le long de sa potence pour la mettre au dessus de la petite sphère. Elle tire les électrons directement sur le pôle nord. Côté « jour », nous observons deux choses : la formation d’une tache aurorale sur le pôle magnétique, et celle d’un ovale auroral autour. Les observations spatiales sont bien reproduites.

Et côté nuit ? Nous voyons un brillant ovale auroral connecté à l’ovale diurne. Ainsi, si cette petite simulation peut avoir une qualité prédictive, nous pensons qu’une mission spatiale dévolue aux aurores d’Uranus et de Neptune devrait observer des ovales auroraux nocturnes !!!

 Uranus Uranus photographié par Hubble (Crédit NASA)

 Uranus planeterrella Configuration d’Uranus recréée par la planeterrella

Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)