Terrella

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La terrella magnetizada de Kristian Birkeland. En este experimento, observó dos espirales que consideraba que podían ser similares a las de las nebulosas espirales.
Un ejemplo de una terrella activa

Una terrella (en latín, "pequeña tierra") es un pequeño modelo de bola magnetizado que representa la Tierra, que se cree que fue inventado por el médico inglés William Gilbert mientras investigaba magnetismo, y desarrollado 300 años más tarde por el científico y explorador noruego Kristian Birkeland, mientras investigaba la aurora.

Las terrillas se han utilizado hasta finales del siglo XX para intentar simular la magnetosfera de la Tierra, pero ahora han sido reemplazadas por simulaciones por computadora.

Terella de William Gilbert

La terrella de William Gilbert

William Gilbert, el médico real de la reina Isabel I, dedicó gran parte de su tiempo, energía y recursos al estudio del magnetismo de la Tierra. Se sabía desde hacía siglos que la aguja de una brújula suspendida libremente apuntaba al norte. Investigadores anteriores (incluido Cristóbal Colón) encontraron que la dirección se desviaba un poco del norte verdadero, y Robert Norman demostró que la fuerza en la aguja no era horizontal sino inclinada hacia la Tierra.

La explicación de William Gilbert fue que la Tierra misma era un imán gigante, y lo demostró creando un modelo a escala de la Tierra magnética, una 'terrella', una esfera formada a partir de un piedra imán. Gilbert pasó una pequeña brújula sobre la terrella y demostró que una brújula horizontal apuntaría hacia el polo magnético, mientras que una aguja de inmersión, equilibrada en un eje horizontal perpendicular al magnético, indicaría la "inclinación magnética" entre la fuerza magnética y la dirección horizontal. Gilbert informó más tarde de sus hallazgos en De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure, publicado en 1600.

La terrella de Kristian Birkeland

Kristian Birkeland y su experimento de terrella magnetizada, lo que le llevó a pensar que partículas cargadas interactuando con el campo magnético de la Tierra fueron la causa de la aurora.

Kristian Birkeland fue un físico noruego que, alrededor de 1895, trató de explicar por qué las luces de la aurora polar aparecían solo en regiones centradas en los polos magnéticos.

Simuló el efecto dirigiendo rayos catódicos (más tarde identificados como electrones) a una terrella en un tanque de vacío y descubrió que, de hecho, producían un brillo en las regiones alrededor de los polos de la terrella. Debido al gas residual en la cámara, el brillo también delineó el camino de las partículas. Ni él ni su socio Carl Størmer (quien calculó tales caminos) podían entender por qué la aurora real evitaba el área directamente sobre los polos. Birkeland creía que los electrones provenían del Sol, ya que los grandes estallidos de auroras estaban asociados con la actividad de las manchas solares.

Birkeland construyó varias terrellas. Un gran experimento terrella fue reconstruido en Tromsø, Noruega.

Otras terrellas

El barón alemán Carl Reichenbach (1788–1869) también experimentó con una terrella. Usó un electroimán, colocado dentro de una gran esfera hueca de hierro, y esto fue examinado en el cuarto oscuro bajo diversos grados de electrificación.

Brunberg y Dattner en Suecia, alrededor de 1950, usaron una terrella para simular trayectorias de partículas en el campo terrestre. Podgorny en la Unión Soviética, alrededor de 1972, construyó terrellas a las que se dirigía un flujo de plasma, simulando el viento solar. Hafiz-Ur Rahman de la Universidad de California, Riverside, realizó experimentos más realistas alrededor de 1990. Todos estos experimentos son difíciles de interpretar y nunca pueden escalar todos los parámetros necesarios para simular adecuadamente la magnetosfera de la Tierra, razón por la cual tales experimentos ahora han sido completamente reemplazados por simulaciones por computadora.

Recientemente, un equipo de físicos del Instituto de Planetología y Astrofísica de Grenoble, Francia, ha desarrollado aún más los experimentos terrella para crear el "planeterrella" que utiliza dos esferas magnetizadas que pueden manipularse para recrear varios fenómenos aurorales diferentes.

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