Ce sont les étoiles que les vaisseaux spatiaux Pioneer et Voyager rencontreront

Le ciel de Gaia en couleur ESA/Gaïa/CAPD

Au cours des années 1970, la NASA a lancé quatre des engins spatiaux les plus importants jamais construits. Lorsque Pioneer 10 a commencé son voyage vers Jupiter, les astronomes ne savaient même pas s'il était possible de traverser la ceinture d'astéroïdes indemne. Ce n'est qu'après avoir émergé en toute sécurité que Pioneer 11 a été envoyé sur son chemin.

Tous deux ont renvoyé les premières images en gros plan de Jupiter, avec Pioneer 11 continuant vers Saturne. Voyager 1 et 2 ont pris plus tard des mesures encore plus détaillées et ont étendu l'exploration du système solaire à Uranus et Neptune.

Ces quatre engins spatiaux sont maintenant tous en train de quitter le système solaire, se dirigeant vers l'espace interstellaire à une vitesse d'environ 10 kilomètres par seconde. Ils voyageront environ un parsec (3,26 années-lumière) tous les 100 000 ans, ce qui soulève une question importante : quelles étoiles rencontreront-ils ensuite ?

C'est plus difficile à répondre qu'il n'y paraît. Les étoiles ne sont pas stationnaires mais se déplacent rapidement dans l'espace interstellaire. Sans connaître leur vitesse précise, il est impossible de dire lesquels nos voyageurs interstellaires sont sur le point de rencontrer.

Entrez Coryn Bailer-Jones à l'Institut Max Planck d'astronomie en Allemagne et Davide Farnocchia au Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, en Californie. Ces gars-là ont effectué ce calcul en utilisant une nouvelle carte 3D des positions et des vitesses des étoiles dans toute la Voie lactée.

Cela leur a permis de déterminer pour la première fois avec quelles stars le vaisseau spatial se réunira au cours des prochains millénaires. Les rencontres les plus proches pour tous les engins spatiaux ont lieu à des séparations comprises entre 0,2 et 0,5 parsecs au cours du prochain million d'années, disent-ils.

Leurs résultats ont été rendus possibles par les observations d'un télescope spatial appelé Gaia. Depuis 2014, Gaia s'est assise à quelque 1,5 million de personnes de la Terre pour enregistrer la position d'un milliard d'étoiles, de planètes, de comètes, d'astéroïdes, de quasars, etc. En même temps, il a mesuré les vitesses des 150 millions de ces objets les plus brillants.

Le résultat est une carte tridimensionnelle de la Voie lactée et de la façon dont les objets astronomiques se déplacent à l'intérieur. C'est la dernière incarnation de cette carte, Gaia Data Release 2 ou GDR2, que Bailer-Jones et Farnocchia ont utilisé pour leurs calculs.

La carte permet de projeter les positions futures des étoiles dans notre voisinage et de les comparer aux positions futures des engins spatiaux Pioneer et Voyager, calculées à partir de leurs dernières positions et vitesses connues.

Ces informations donnent une liste d'étoiles que le vaisseau spatial rencontrera dans les millénaires à venir. Bailer-Jones et Farnocchia définissent une rencontre rapprochée comme un vol à moins de 0,2 ou 0,3 parsecs.

Le premier vaisseau spatial à rencontrer une autre étoile sera Pioneer 10 dans 90 000 ans. Il s'approchera de l'étoile rouge orangée HIP 117795 dans la constellation de Cassiopée à une distance de 0,231 parsecs. Puis, dans 303 000 ans, Voyager 1 passera devant une étoile appelée TYC 3135-52-1 à une distance de 0,3 parsecs. Et dans 900 000 ans, Pioneer 11 passera devant une étoile appelée TYC 992-192-1 à une distance de 0,245 parsecs.

Ces survols sont tous à moins d'une année-lumière et, dans certains cas, pourraient même frôler les orbites des comètes les plus éloignées des étoiles.

Voyager 2 est destiné à un avenir plus solitaire. Selon les calculs de l'équipe, il ne s'approchera jamais à moins de 0,3 parsec d'une autre étoile au cours des 5 millions d'années à venir, bien qu'il soit prévu qu'il se situe à moins de 0,6 parsec d'une étoile appelée Ross 248 dans la constellation d'Andromède dans 42 000 ans.

Ces explorateurs interstellaires finiront par entrer en collision avec ou être capturés par d'autres étoiles. Il n'est pas encore possible de dire lesquels seront, mais Bailer-Jones et Farnocchia ont une idée du temps nécessaire. L'échelle de temps pour la collision d'un vaisseau spatial avec une étoile est de l'ordre de 10 ^ 20 ans, donc le vaisseau spatial a un long avenir devant lui, concluent-ils.

Les vaisseaux spatiaux Pioneer et Voyager seront bientôt rejoints par un autre voyageur interstellaire. Le vaisseau spatial New Horizons qui a survolé Pluton en 2015 se dirige hors du système solaire mais peut encore exécuter une manœuvre pour intercepter un objet de la ceinture de Kuiper sur son chemin.

Après cette dernière correction de cap, Bailer-Jones et Farnocchia pourront déterminer sa destination finale.

Réf : arxiv.org/abs/1912.03503 : Futurs survols stellaires des engins spatiaux Voyager et Pioneer

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