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Voyager 1 voguerait bien dans l'espace interstellaire

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La controverse régnait encore il y a peu quant à savoir si la sonde Voyager 1 était bel et bien sortie du Système solaire en franchissant la limite connue sous le nom d'héliopause. Le directeur de la mission Voyager, Ed Stone, vient pourtant de l'annoncer. La preuve a été donnée de manière imprévue, grâce à une éjection de masse coronale du Soleil en mars 2012.

Une vue d'artiste de la sonde Voyager 1 sur le point de pénétrer dans le plasma du milieu interstellaire, que l'on voit sur la gauche représenté sous forme d'une brume orange. En fait, il semble maintenant bien établi que Voyager 1 vogue dans le milieu interstellaire depuis août 2012. © Nasa, JPL-Caltech

Il y a peu, c'était encore la controverse pour savoir si la sonde Voyager 1 avait bel et bien franchi l'héliopause pour entrer dans le milieu interstellaire. Selon certains, l'événement s'était produit en juillet 2012. Bien que la sonde partie en 1977 soit à environ 19 milliards de kilomètres du Soleil, les responsables de la mission avaient encore des doutes.

Un article dans Science et un même une annonce de la Nasa viennent pourtant de confirmer que Voyager 1 était le premier engin conçut par l'humanité à quitter le Système solaire pour voguer dans l'espace interstellaire. C'est même Edward C. Stone en personne qui l'affirme, l'actuel directeur de la mission spatiale Voyager (depuis 1972).

Le chercheur ne cache pas son enthousiasme. « Maintenant que nous avons de nouvelles données, nous croyons que c'est bien le bond historique de l'humanité dans l'espace interstellaire. L'équipe de la mission Voyager a eu besoin de temps pour analyser ces observations et leur donner un sens. Mais nous pouvons maintenant répondre à la question que nous posions tous "Est-ce qu'on y est ?". Eh bien oui, nous y sommes ! ».

Une vue d'artiste de l'héliosphère, qui, par son champ magnétique, dévie ou ralentit les rayons cosmiques. L'héliopause, limite d'influence du Soleil, est déformée par le flux de matière interstellaire au niveau de l'onde de choc (Bow Shock). En fait, ce flux est dû au mouvement du Soleil (ici de la droite vers la gauche), qui rencontre la matière environnante, à la manière d'un motard qui perçoit le vent relatif dû à sa propre vitesse. La bulle bleue délimite le choc terminal (Termination Shock), zone où les particules du vent solaire sont ralenties par la matière interstellaire et passent d'un régime supersonique à une vitesse subsonique. Au-delà s'étend l'héliogaine (Heliosheath). © Nasa, JPL-Caltech

Trois signatures pour le franchissement de l'héliopause

Depuis un certain temps, les instruments de Voyager 1 enregistrent des baisses répétées mais constantes du flux de rayons cosmiques à basses énergies en provenance du Soleil. Comme la sonde observe aussi des augmentations du flux des particules à hautes énergies provenant des rayons cosmiques circulant dans la Voie lactée, on savait que la sonde devait être sur le point de franchir l'héliopause pour rejoindre le milieu interstellaire. Rappelons que l'héliopause est définie comme la frontière où la pression du vent solaire équilibre celle du milieu interstellaire. Du moins pour beaucoup, car certains préfèrent considérer comme frontière du Système solaire le nuage de comètes de Oort.

Toutefois, pour prétendre que Voyager 1 a franchi cette limite, on attendait que la sonde enregistre durablement une modification de la direction du champ magnétique local. Par un hasard heureux, ce n'est finalement pas ce critère qui a permis aux astrophysiciens de découvrir que la sonde vogue en fait dans le milieu interstellaire depuis le mois d'août 2012.

Une vue d'artiste montrant le sonde Voyager 1 sortant de l'héliopause. Voyager 2 le fera aussi un jour. © Nasa, JPL-Caltech

Une preuve donnée par la densité du plasma

En mars 2012, une forte éjection de masse coronale s'est produite sur le Soleil causée par une éruption solaire. Les particules de vents solaires et les perturbations des champs magnétiques de la magnétosphère du Soleil ont voyagé en direction de la sonde bien plus vite que ne peuvent encore l'atteindre les vaisseaux spatiaux. Au début du mois d'avril 2013, ces perturbations ont rejoint la région où se trouvait Voyager 1. Le 9 avril, les instruments de la sonde ont détecté des oscillations dans le plasma environnant la sonde. Or, les fréquences de ces oscillations sont reliées à la densité du plasma local. Si l'on ne peut mesurer directement cette densité, on a pu ainsi la déduire.

Elle était 40 fois plus élevée que celles rencontrées par Voyager 1 lors de son périple dans le Système solaire au-delà de ses planètes principales ! Il s'agissait précisément de la densité du plasma du milieu interstellaire. Il n'y avait alors plus de doute possible, Voyager 1 s'aventurait désormais dans la Voie lactée...

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