La mission Voyager révèle une pression inattendue au bord du système solaire

Les astronomes de la NASA ont utilisé les données des sondes Voyager pour mesurer l’agitation des particules qui ondulent aux confins de notre système solaire et ont découvert que la pression dans les régions frontalières éloignées de notre étoile est plus élevée que prévu.

Les résultats suggèrent “qu’il y a d’autres aspects de la pression qui ne sont pas pris en compte pour l’instant et qui pourraient y contribuer”, dit Jamie Rankin, astrophysicien de l’Université Princeton.

Il y a peut-être des populations entières de particules qui n’ont pas encore été prises en compte. Ou peut-être que c’est juste un peu plus chaud que ce que tout le monde pensait. Les chercheurs ont un certain nombre d’explications possibles à explorer dans leurs recherches futures.

Bien que la découverte elle-même soit assez intéressante, c’est la façon dont ils l’ont trouvée qui donne un aspect vraiment fascinant de la science.

Comme le plasma sous forme de vent solaire émane de notre Soleil, il forme une “bulle” que nous appelons l’héliosphère. À quatorze milliards de kilomètres de l’étoile, ce vent s’essouffle, car les particules chargées ralentissent rapidement à des vitesses subsoniques.

Le bord de cette bulle, appelée héliogaine, est une zone où la densité de ces particules chargées diminue et où les champs magnétiques deviennent faibles.

Au-delà de cette frontière désordonnée se trouve une mince coquille appelée héliopause, où la brume de plasma soufflée par le Soleil s’écoule, poussée par l’influence subtile de nos voisins galactiques lorsque notre étoile se déplace dans l’espace.

À cette “pause”, la pression de l’espace interstellaire local poussant vers l’intérieur et celle de l’héliogaine vers l’extérieur doivent s’équilibrer. Mais il n’est pas facile de savoir exactement à quoi cela ressemble. On peut faire des modèles pour estimer, mais rien ne vaut des preuves tangibles.

Heureusement, nous avons deux sondes qui traversent cette partie du système solaire. Jetez un coup d’œil au diagramme pratique de la NASA ci-dessous pour voir comment tout cela s’assemble.

(NASA’s Goddard Space Flight Center/Mary Pat Hrybyk-Keith)

Voyager 1 se trouve à environ 20 milliards de kilomètres de distance, dans le vide sauvage que nous appelons l’espace interstellaire. Sa partenaire, Voyager 2, n’est pas loin derrière, sur le point de faire une sortie.

Ni l’une ni l’autre n’a de moyen direct de nous dire grand-chose sur les pressions de l’espace dans cette région, mais une récente flambée de l’activité solaire, appelée global merged interaction region (GMIR), a fourni une excellente occasion d’y remédier.

“Il y avait vraiment un timing unique pour cet événement parce que nous l’avons vu juste après que Voyager 1 ait traversé l’espace interstellaire local”, dit Rankin.

“Et bien que ce soit le premier événement que Voyager ait vu, il y a d’autres données que nous pouvons continuer à examiner pour voir comment les choses dans l’héliogaine et l’espace interstellaire changent avec le temps.”

L’activité solaire était en fait un cri dans l’espace, envoyant une impulsion de particules rugissant au loin. Ce cri s’est répercuté dans le fourreau de l’héliogaine en 2012, où Voyager 2 regardait et écoutait. Environ trois mois plus tard, Voyager 1 a également ressenti ses effets.

À partir de chaque série d’observations, les chercheurs ont calculé que la pression à la limite était d’environ 267 femtopascals, ce qui représente une fraction absolument minuscule du type de pression atmosphérique que nous connaissons ici sur Terre.

Il pourrait s’agir d’une pression relativement faible, mais les chercheurs ont été surpris.

“En additionnant les éléments connus des études précédentes, nous avons découvert que notre nouvelle valeur est encore plus grande que ce qui a été mesuré jusqu’à présent”, dit M. Rankin.

L’équipe a également été en mesure de calculer la vitesse des ondes sonores qui traversent ce milieu, soit une vitesse de 314 kilomètres par seconde. Ou mille fois plus vite que le son qui voyage dans notre propre atmosphère.

Il y avait une autre surprise à venir. Le passage de l’onde s’alignait avec une baisse apparente de l’intensité des particules à haute vitesse appelées rayons cosmiques. Le fait que chacune des sondes ait vécu la même chose de deux façons différentes donne aux astrophysiciens un autre mystère à résoudre.

“Essayer de comprendre pourquoi le changement des rayons cosmiques est différent à l’intérieur et à l’extérieur de l’héliogaine reste une question ouverte”, dit Rankin.

Les sondes Voyager vieillissent peut-être un peu, mais vu l’affluence en bordure du système solaire, nous sommes heureux qu’elles n’aient pas encore complètement pris leur retraite.

Cette recherche a été publiée dans The Astrophysical Journal.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche