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Qui a créé la Bulle locale, où se trouve le Soleil ? Des supernovae...

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Mise en évidence au cours des années 1970, la Bulle locale au sein de laquelle notre Soleil et ses planètes se déplacent actuellement aurait été créée par l'explosion successive de multiples supernovae, un feu d'artifice cosmique survenu il y a environ 10 millions d'années. Toutefois, une autre interprétation est possible : des échanges de charge du vent solaire avec des gaz neutres du milieu interstellaire. Pour les départager, une équipe de chercheurs a mis au point un instrument spécifique. Résultat : l'hypothèse des supernovae se renforce.

Illustration de la région de la Voie lactée où évolue actuellement le Soleil (sun). Nous traversons le nuage interstellaire local dans lequel est présent la Bulle locale (en noir, The Local Bubble). Longue de 300 années-lumière, elle a été créée, il y a environ 10 millions d’années, par plusieurs supernovae. © Linda Huff (American Scientist), Priscilla Frisch (University of Chicago)

Comme nous l'avons évoqué récemment, selon une étude qui a fait la Une de Nature, notre galaxie la Voie lactée, au sein de laquelle nous vivons, appartient à un supercontinent galactique nommé par ses découvreurs Laniakea (« Horizons célestes immenses » en langue hawaïenne). Voilà pour le tableau à très grande échelle. À des dimensions plus modestes, notre Soleil évolue actuellement à l'intérieur de l'un des lobes de ce que les astrophysiciens appellent depuis sa mise en évidence dans les années 1970 et 1980, la « Bulle locale ».

D'une longueur estimée à 300 années-lumière, sa forme ressemble à celle d'une cacahuète ou d'un sablier. Sa densité est très faible (0,001 atome par centimètre cube) et la température des gaz est particulièrement élevée dans toutes les directions, comme l'ont montré les premières observations dans le rayonnement X.

Pléthore de supernovae

Pour expliquer ces cavités dans le milieu interstellaire, le principal scénario proposé est celui d'une série de supernovae. Rappelons que ces explosions d'étoiles d'une puissance inouïe (l'énergie déployée peut surpasser celle développée par le Soleil durant quelques millions d'années) ne sont pas rares dans la Voie lactée. Les astronomes estiment que dans notre galaxie, il s'en produit une tous les cinquante ans en moyenne. Si beaucoup nous échappent (datant de 1604, la supernova de Kepler fut la dernière de notre galaxie à avoir été observée), c'est principalement parce qu'elles sont occultées par les nuées d'étoiles et de poussières du disque galactique.

Toutefois, cela fut très différent dans notre voisinage voici 10 millions d'années. En effet, il semble que plusieurs membres d'un amas d'étoiles massives aient littéralement sauté comme du popcorn, laissant derrière elles d'immenses bulles résiduelles qui continuent aujourd'hui encore de s'étendre ! Cela a dû se produire à une distance raisonnable de la Terre, car notre biosphère ne semble pas avoir souffert d'éventuelles ondes de choc, ne montrant aucun stigmate pour cette période.

Massimiliano Galeazzi et son équipe avec lesquels ils ont développé la mission Diffuse X-Ray emission from the Local galaxy, ou DXL, qui a collecté les données nécessaires durant 5 minutes, le 12 décembre 2012. © University of Miami, Nasa, Goddard Space Flight Center, University of Michigan, Johns Hopkins University, University of Kansas

Les supernovae semblent bien avoir créé la Bulle

L'hypothèse d'une Bulle locale creusée par l'explosion d'étoiles ne fait pas l'unanimité dans la communauté scientifique. Comme le rappelle F. Scott Porter, l'un des auteurs de l'article publié cet été dans Nature (numéro du 27 juillet 2014), « au cours de la dernière décennie, des chercheurs ont défié l'interprétation des supernovae, en suggérant que la plupart voire la totalité de ces rayonnements X mous sont le résultat d'un échange de charge ». Un échange de charge ? Pour eux, il s'agit de déferlantes de particules électriquement chargées émises par notre étoile (le vent solaire) sur des plages de gaz neutres, car les lueurs observées dans le domaine du rayonnement X produisent le même effet que des restes anciens de supernovae.

Aussi, pour départager les deux propositions et faire toute la lumière sur ce sujet, le chercheur s'est associé à Massimiliano Galeazzi (université de Miami) et son équipe afin de développer un détecteur sensible à cette longueur d'onde, capable de distinguer les deux signatures. Lancé à environ 275 km d'altitude le 12 décembre 2012, leur bébé nommé DXL (Diffuse X-ray emission from the Local Galaxy) a ainsi séjourné quelque cinq minutes seulement dans l'espace avant de redescendre sur Terre, chargé des précieuses données sur les échanges de charge dans le Système solaire. Enfin, après plusieurs mois de recherches, il apparaît qu'environ 40 % sont d'origine solaire. Les anciennes supernovae seraient donc responsables de tout le reste.

« C'est une découverte importante » conclut le professeur Galeazzi, car elle touche à « notre compréhension de la région proche du Soleil et peut donc être utilisée comme fondation pour de futurs modèles de la structure de notre galaxie ». En compagnie de nouveaux instruments de mesure, DXL devrait effectuer son prochain saut dans l'espace en décembre 2015.

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