Birkeland croyait que les électrons auroraux provenaient du Soleil
et le canon à électrons, pointé vers la terrela,
représentait cette source. L'air dans l'enceinte était extrait
par une pompe (autant qu'on pouvait le faire il y a 100 ans) et Birkeland
était satisfait de voir que le faisceau d'électrons convergeait
en effet vers les régions polaires de la terrella et évitait
d'équateur. Une de ces expériences a été récemment
restaurée pour fonctionner dans les conditions de l'époque.
Elle peut être vue à l'observatoire des aurores à
Tromsø en Norvège. Pour un article sur la restauration,
voir ici.
Il restait une énigme. Les explorateurs polaires avaient rapporté
que les aurores étaient extrêmement rares près
des pôles magnétiques eux-même. Pourquoi ? Quelques
expériences de Birkeland avaient en effet produit un anneau de
lumière avec un centre noir, mais en général il
obtenait seulement une tache de lumière au pôles, couvrant
les pôles magnétiques de la terrella. Un jeune ami de Birkeland,
le mathématicien Carl Stoermer, analysa mathématiquement
le mouvement des électrons et calcula même leur orbite.
Une tache difficile en 1910-1907, à l'époque où
les ordinateurs n'existaient pas. Il ne trouva pas de raisons valables
pour lesquelles les électrons arrivant de loin éviteraient
les pôles en entrant dans le champ magnétique terrestre.
Stoermer mourut en 1957, toujours frustré par ce problème.
La réponse vint seulement lorsque les satellites commencèrent
à sonder la magnétosphère lointaine. Ils montrèrent
de façon concluante qu'en général, les aurores
ne proviennent pas du Soleil ou de l'espace lointain, mais trouvent
leur origine dans la propre magnétosphère de la Terre.
D'un autre côté, les électrons de la
pluie polaire qui venaient apparemment du Soleil, furent
en effet trouvés dans des taches entourant les pôles magnétiques,
exactement comme les taches de lumière que Birkeland observa
sur sa terrella.
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