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Les sondes Voyager résolvent une énigme de notre banlieue interstellaire

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Grâce aux données fournies par les sondes Voyager, en train de sortir du système solaire, une énigme astrophysique est en passe d'être résolue : celle de la stabilité du nuage interstellaire local à travers lequel fonce notre système solaire. Le champ magnétique local y est plus intense que prévu, protégeant le nuage du souffle des supernovae.

Les bulles de gaz coronal dont celle entourant le Soleil (Représentation d'artiste). Crédit : Wikimedia commons

Les astrophysiciens savent depuis longtemps que notre système solaire est plongé dans un nuage d'hydrogène et d'hélium d'une trentaine d'années-lumière de diamètre et porté à une température comparable à celle de la surface du Soleil, c'est-à-dire 6.000 kelvins. Or, ils savent aussi que ce nuage interstellaire local (ainsi l'appelle-t-on) est lui-même plongé dans une série de bulles de gaz coronal portées à des températures de plusieurs millions de degrés. Ce sont les restes des explosions de plusieurs supernovae datant d'une dizaine de millions d'années environ.

Ces observations sont paradoxales. En effet, le souffle des explosions des supernovae aurait dû volatiliser le nuage local depuis longtemps. Comment expliquer sa remarquable stabilité ? En faisant intervenir de la matière noire comme pour le gaz intergalactique entourant les amas de galaxies ?

Une explication bien plus probable et qui plus est directement soutenue par des observations vient d'être avancée dans un article de Nature par un groupe de chercheurs utilisant les données sur les champs magnétiques mesurées par Voyager 1 et surtout Voyager 2 dans leur périple au-delà de l'héliopause de notre système solaire.

Le nuage local avec les étoiles Sirius, Procyon entourant le Soleil. En jaune, la direction du mouvement du Soleil et en bleu la direction du centre de la Galaxie. Crédit : Linda Huff (American Scientist) Priscilla Frisch (University of Chicago)

Une bulle de plasma de 650 années-lumière nous entoure

Contrairement à ce que l'on pensait, le nuage local est particulièrement magnétisé par un champ dont l'intensité dépasse les 4 microgauss (celui de la Terre est de l'ordre de 0,5 gauss, c'est-à-dire 50 microteslas). Il y a donc une densité d'énergie magnétique qui peut s'opposer à la pression exercée par les bulles de gaz coronal chaud des supernovae ayant explosé récemment dans le voisinage du nuage local.

Le diamètre de la bulle locale entourant le système solaire est d'environ 650 années-lumière. Elle est située dans le bras d'Orion de la Voie lactée et il est probable qu'elle a été laissée par la supernova à l'origine du pulsar Geminga.

La pression exercée par le nuage local est compensée par celle de l'héliosphère solaire et l'influence du champ magnétique du Soleil. Cette découverte implique donc que la taille de l'héliosphère pourrait changer de façon substantielle lors de son voyage autour du bulbe de la Voie lactée et ses collisions avec d'autres nuages interstellaires fortement magnétisés. Ces nuages pourraient en effet l'être plus que l'on ne le pensait jusqu'à maintenant puisqu'on a l'exemple même du nuage local. Or les limites de l'héliosphère influencent le flux de rayons cosmiques bombardant le système solaire. On pourrait donc s'attendre à des surprises dans le futur, ou inversement dans l'histoire passée du système solaire.

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