Cinq choses que nous avons apprises depuis que Voyager 2 a quitté le système solaire

L'héliopause NASA/Goddard Space Flight Center/CI Lab

Il y a un an, la sonde Voyager 2 de la NASA est devenue le deuxième objet fabriqué par l'homme de l'histoire à sortir du système solaire et à entrer officiellement dans l'espace interstellaire. Voyager 2 a été lancé le 20 août 1977, 16 jours avant son jumeau, Voyager 1, qui a quitté l'hémisphère nord du système solaire en 2012 . Voyager 2 a été envoyé sur un voyage plus long qui lui a permis de faire des rencontres avec Uranus et Neptune, et à ce jour c'est le seul vaisseau spatial à avoir visité ces planètes de près. Il s'est ensuite dirigé vers l'hémisphère sud de l'héliosphère (la région la plus externe du système solaire, parfois appelée bulle), directement vers l'espace interstellaire.

Le 5 novembre 2018, Voyager 2 a officiellement quitté le système solaire en traversant l'héliopause, la frontière qui marque la fin de l'héliosphère et le début de l'espace interstellaire. Cela s'est produit à 119 unités astronomiques du soleil (une UA correspond à 93 millions de miles ou 149,6 millions de kilomètres, soit à peu près la distance entre le soleil et la Terre).

Le vaisseau spatial a pu analyser la composition des vents solaires, la composition et le comportement des particules de plasma, l'interaction des rayons cosmiques, la structure et la direction des champs magnétiques et d'autres traits qui définissent les bords du système solaire. Aujourd'hui, les scientifiques ont publié une multitude d'articles dans Nature Astronomy qui détaillent les résultats de ce que Voyager 2 a observé en sortant du système solaire. Voici les cinq plus gros plats à emporter.

1. La bulle fuit, dans les deux sens.

La sortie de Voyager 2 de la bulle n'a pas été sans surprises. Selon les données, la bulle était très fuyante, explique Stamatios Krimigis de l'Université Johns Hopkins, l'auteur principal d'un des nouveaux journaux . Des matériaux provenant de la bulle solaire ont été découverts dans l'espace interstellaire.

Voyager 1 avait également trouvé des signes d'une bulle qui fuyait. Dans ce cas, cependant, du matériel interstellaire a été trouvé en train de couler dans la bulle - le contraire de ce que Voyager 2 a découvert, explique Edward Stone de Caltech, l'auteur principal de un papier différent . Les nouvelles découvertes confirment que la fuite de l'héliopause, repérée dans deux parties très différentes de l'héliosphère, n'est pas une caractéristique rare de la bulle, bien qu'il n'y ait toujours pas d'explication réelle sur ce qui la cause.

2. La limite de la bulle est plus uniforme que nous ne le pensions.

Avant les missions Voyager, les scientifiques avaient prédit que la bulle solaire se dissolvait en quelque sorte dans l'espace interstellaire à mesure que vous vous aventuriez de plus en plus loin du soleil. Voyager 2 semble confirmer qu'en fait, il y a une frontière très très nette là-bas, dit Donald Gurnett de l'Université de l'Iowa, l'auteur principal de ce papier . L'instrument à ondes plasma de Voyager 2 a fini par mesurer des densités de plasma qui étaient tout à fait comparables à celles détectées par Voyager 1. Parce que le plasma solaire est si chaud (environ 1 million de °C) et que le plasma interstellaire est incroyablement froid (seulement 10 000 °C), la densité du plasma augmente d'un facteur compris entre 20 et 50 lorsque vous traversez la frontière. C'est une caractéristique des fluides, qui forment souvent des frontières très nettes, dit Gurnett.

Krimigis a été particulièrement surpris que les deux Voyager aient traversé l'héliopause aux mêmes distances relatives (121 UA et 119 UA, respectivement). Les modèles précédents avaient fortement prédit que l'activité solaire accrue lors de la traversée de Voyager 1 en 2012 aurait dû repousser la limite de la bulle plus loin. Une période de faible activité solaire aurait dû faire reculer un peu l'héliopause lors de la traversée de Voyager 2 l'année dernière. Le fait que les deux engins spatiaux aient quitté le système solaire à peu près à la même distance, à deux endroits très différents, est une source de confusion pour le moment.

3. La composition de l'héliopause elle-même peut varier selon l'emplacement.

Voyager 2 a également fait des observations qui ne correspondent pas à une frontière nette, du moins pas ce à quoi nous nous attendions. Le plus important d'entre eux est la mesure du champ magnétique à l'intérieur et à l'extérieur de la bulle. Les astronomes s'attendaient à ce que la direction du champ magnétique soit très différente entre les deux. Pourtant, lorsque Voyager 2 a traversé cette surface mince, il n'y a pratiquement pas eu de changement dans la direction du champ, ce que Voyager 1 a également observé, explique Leonard Burlaga du Goddard Space Flight Center de la NASA, auteur principal de ce papier . Dans le même temps, les observations du champ magnétique sur Voyager 2 suggèrent qu'il a trouvé une héliopause plus fine et plus simple, remplie de particules moins énergétiques, que ce que Voyager 1 a traversé. Encore une fois, toutes ces données prises ensemble soulèvent plus de questions qu'elles ne peuvent répondre.

4. L'influence du soleil va au-delà du système solaire.

Le soleil crache constamment des ondes de choc de plasma appelées éjections de masse coronale (CME), qui contribuent à façonner le reste du système solaire. Il s'avère que l'impact du soleil dépasse ses propres frontières. Les nouvelles données de Voyager 2, comme les données de Voyager 1 avant elle, montrent comment les CME se propagent au-delà de l'héliopause et réduisent la quantité de rayons cosmiques au-delà de la bulle. Ceci est quelque peu similaire à ce que vous pourriez découvrir dans la galaxie, dit Gurnett. Les supernovae envoient également des ondes de choc dans la galaxie, agitant le milieu interstellaire, bien qu'à une échelle beaucoup plus intense que les CME. Même la formation du système solaire, selon la plupart des astronomes, a été déclenchée par une onde de choc interstellaire provenant d'une supernova, dit-il.

Si l'on pense au potentiel des rayons cosmiques à favoriser des mutations biologiques dans la vie sur Terre, ces découvertes appuient l'idée que le soleil pourrait également avoir une influence sur l'évolution des êtres vivants sur les mondes extraterrestres, dans ce système planétaire et ailleurs.

5. Il s'agissait de la dernière étape majeure du programme Voyager.

Lorsque les deux Voyager ont été lancés, l'ère spatiale n'avait que 20 ans, dit Stone. Il était difficile de savoir à cette époque que quelque chose pouvait durer 40 ans.

Pourtant, les observations de l'héliopause font vraiment partie du dernier hourra pour les deux engins spatiaux. Chaque sonde est alimentée par des générateurs thermoélectriques radio-isotopiques chauffés au plutonium-238. Ce matériau subit une décomposition naturelle. Nous savons que d'une manière ou d'une autre, dans cinq ans environ, nous n'aurons peut-être plus assez de puissance pour avoir des instruments scientifiques plus longtemps, dit Stone.

Les deux missions continueront à apprendre comment l'héliosphère du soleil interagit avec le milieu interstellaire et nous donneront des indices sur d'autres systèmes stellaires. Nous pensons que chaque étoile possède ces caractéristiques, explique Stone. Ce que nous apprenons sur cette héliosphère nous aidera à en savoir plus sur les astrosphères d'autres étoiles.

Bien que la NASA continue de surveiller, de communiquer avec et de collecter des données des deux sondes Voyager, la conversion de ces données en informations scientifiques utiles relève en grande partie de la responsabilité des scientifiques basés dans différentes institutions à travers les États-Unis. Il n'y a actuellement aucun plan pour un successeur au programme Voyager (le seul autre vaisseau spatial se dirigeant vers de telles distances, New Horizons, manquera de puissance à 90 AU), mais le succès des missions et les questions qu'elles soulèvent inspireront sans aucun doute ces scientifiques et ingénieurs à proposer de nouvelles propositions pour étudier l'héliosphère et au-delà.

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