Onze milliards de kilomètres plus loin - plus de quatre fois la distance entre nous et Pluton - se trouve la limite de la bulle magnétique de notre système solaire, l'héliopause. Ici le champ magnétique du Soleil, s'étendant dans l'espace comme une toile d'araignée invisible, pétille à rien. L'espace interstellaire commence.

"C'est vraiment la plus grande frontière du genre que nous puissions étudier, " dit Walt Harris, physicien de l'espace à l'Université de l'Arizona à Tucson.

Nous savons encore peu de choses sur ce qui se trouve au-delà de cette frontière. Heureusement, des morceaux d'espace interstellaire peuvent venir à nous, traversant cette frontière et entrant dans le système solaire.

Une nouvelle mission de la NASA étudiera la lumière des particules interstellaires qui ont dérivé dans notre système solaire pour en savoir plus sur les limites les plus proches de l'espace interstellaire. La mission, appelé Spatial Heterodyne Interferometric Emission Line Dynamics Spectrometer, ou BOUCLIERS, aura sa première opportunité de se lancer à bord d'une fusée suborbitale depuis le White Sands Missile Range au Nouveau-Mexique le 19 avril, 2021.

Tout notre système solaire est à la dérive dans un amas de nuages, une zone dégagée par d'anciennes explosions de supernova. Les astronomes appellent cette région la bulle locale, une parcelle d'espace oblong d'environ 300 années-lumière de long dans le bras en spirale d'Orion de notre galaxie de la Voie lactée. Il contient des centaines d'étoiles, y compris notre propre Soleil.

Nous traversons cette mer interstellaire dans notre fidèle vaisseau, l'héliosphère, une bulle magnétique beaucoup plus petite (mais toujours gigantesque) soufflée par le Soleil. Alors que nous tournons autour du Soleil, le système solaire lui-même, enfermé dans l'héliosphère, dévale la Bulle Locale vers 52, 000 miles par heure (23 kilomètres par seconde). Des particules interstellaires projettent le nez de notre héliosphère comme de la pluie contre un pare-brise.

Notre héliosphère ressemble plus à un radeau en caoutchouc qu'à un voilier en bois :son environnement façonne sa forme. Il comprime aux points de pression, s'étend là où il cède. Exactement comment et où la doublure de notre héliosphère se déforme nous donne des indices sur la nature de l'espace interstellaire à l'extérieur. Cette limite - et toutes les déformations qu'elle comporte - sont ce que Walt Harris, chercheur principal de la mission SHIELDS, est après.

SHIELDS est un télescope qui se lancera à bord d'une fusée-sonde, un petit véhicule qui vole dans l'espace pour quelques minutes d'observation avant de retomber sur Terre. L'équipe de Harris a lancé une version antérieure du télescope dans le cadre de la mission HYPE en 2014, et après avoir modifié la conception, ils sont prêts à repartir.

SHIELDS mesurera la lumière d'une population spéciale d'atomes d'hydrogène originaires de l'espace interstellaire. Ces atomes sont neutres, avec un nombre équilibré de protons et d'électrons. Les atomes neutres peuvent traverser les lignes de champ magnétique, ils s'infiltrent donc à travers l'héliopause et dans notre système solaire presque imperturbables, mais pas complètement.

Les petits effets de ce franchissement de frontière sont la clé de la technique de SHIELDS. Des particules chargées circulent autour de l'héliopause, formant une barrière. Les particules neutres de l'espace interstellaire doivent traverser ce gant, qui modifie leurs chemins. SHIELDS a été conçu pour reconstruire les trajectoires des particules neutres afin de déterminer d'où elles viennent et ce qu'elles ont vu en cours de route.

Quelques minutes après le lancement, SHIELDS atteindra son altitude maximale d'environ 186 miles (300 kilomètres) du sol, bien au-dessus de l'effet absorbant de l'atmosphère terrestre. Pointant son télescope vers le nez de l'héliosphère, il détectera la lumière provenant des atomes d'hydrogène arrivant. Mesurer comment la longueur d'onde de cette lumière s'étire ou se contracte révèle la vitesse des particules. En tout, SHIELDS produira une carte pour reconstituer la forme et la densité variable de la matière à l'héliopause.

Les données, Harris espère, aidera à répondre à des questions alléchantes sur ce qu'est l'espace interstellaire.

Par exemple, les astronomes pensent que la bulle locale dans son ensemble est environ 1/10e aussi dense que la plupart du reste du disque principal de la galaxie. Mais nous ne connaissons pas les détails, par exemple, est la matière dans la bulle locale est répartie uniformément, ou entassés dans des poches denses entourées de néant ?

"Il y a beaucoup d'incertitude sur la structure fine du milieu interstellaire - nos cartes sont plutôt grossières, " dit Harris. " Nous connaissons les contours généraux de ces nuages, mais nous ne savons pas ce qui se passe à l'intérieur d'eux."

Les astronomes ne savent pas grand-chose non plus sur le champ magnétique de la galaxie. Mais cela devrait laisser une marque sur notre héliosphère que les SHIELDS peuvent détecter, comprimer l'héliopause d'une manière spécifique en fonction de sa force et de son orientation.

Finalement, apprendre à quoi ressemble notre intrigue actuelle de l'espace interstellaire pourrait être un guide utile pour le futur (lointain). Notre système solaire ne fait que traverser notre parcelle d'espace actuelle. Dans une cinquantaine, 000 ans, nous allons sortir de la bulle locale et aller qui sait quoi.

« Nous ne savons pas vraiment à quoi ressemble cet autre nuage, et nous ne savons pas ce qui se passe lorsque vous traversez une frontière dans ce nuage, ", a déclaré Harris. "Il y a beaucoup d'intérêt à comprendre ce que nous sommes susceptibles de vivre alors que notre système solaire effectue cette transition."

Non pas que notre système solaire ne l'ait pas fait auparavant. Au cours des quatre derniers milliards d'années, Harris explique, La Terre a traversé une variété d'environnements interstellaires. C'est juste que maintenant nous sommes là, avec les outils scientifiques pour le documenter.

"Nous essayons juste de comprendre notre place dans la galaxie, et où nous allons à l'avenir, ", a déclaré Harris.