De nouvelles données de Cassini de la NASA, Les missions Voyager et Interstellar Boundary Explorer montrent que l'héliosphère – la bulle de l'influence magnétique du soleil qui entoure le système solaire interne – peut être beaucoup plus compacte et arrondie qu'on ne le pensait auparavant. L'image de gauche montre un modèle compact de l'héliosphère, soutenu par ces dernières données, tandis que l'image de droite montre un modèle alternatif avec une queue allongée. La principale différence est l'absence de traînée du nouveau modèle, queue en forme de comète sur un côté de l'héliosphère. Cette queue est représentée dans l'ancien modèle en bleu clair. Crédit :Dialynas, et al. (la gauche); NASA (à droite)
De nouvelles données de la mission Cassini de la NASA, combiné avec les mesures des deux vaisseaux spatiaux Voyager et Interstellar Boundary Explorer de la NASA, ou IBEX, suggère que notre soleil et nos planètes sont entourés d'un géant, système arrondi de champ magnétique du soleil - remettant en question la vision alternative des champs magnétiques solaires derrière le soleil sous la forme d'une longue queue de comète.
Le soleil libère un flux constant de matériau solaire magnétique - appelé vent solaire - qui remplit le système solaire interne, atteignant bien au-delà de l'orbite de Neptune. Ce vent solaire crée une bulle, quelque 23 milliards de milles de diamètre, appelé l'héliosphère. Tout notre système solaire, dont l'héliosphère, se déplace dans l'espace interstellaire. L'image répandue de l'héliosphère était celle d'une structure en forme de comète, avec une tête arrondie et une queue allongée. Mais de nouvelles données couvrant un cycle d'activité solaire complet de 11 ans montrent que ce n'est peut-être pas le cas :l'héliosphère peut être arrondie aux deux extrémités, rendant sa forme presque sphérique. Un article sur ces résultats a été publié dans Astronomie de la nature le 24 avril, 2017.
« Au lieu d'une prolongation, queue en forme de comète, cette forme grossière de bulle de l'héliosphère est due au fort champ magnétique interstellaire - beaucoup plus fort que ce qui était prévu dans le passé - combiné au fait que le rapport entre la pression des particules et la pression magnétique à l'intérieur de l'héliogaine est élevé, " dit Kostas Dialynas, un scientifique de l'espace à l'Académie d'Athènes en Grèce et auteur principal de l'étude.
Un instrument sur Cassini, qui explore le système Saturne depuis une décennie, a donné aux scientifiques de nouveaux indices cruciaux sur la forme de l'extrémité arrière de l'héliosphère, souvent appelé l'héliotail. Lorsque les particules chargées du système solaire interne atteignent la limite de l'héliosphère, ils subissent parfois une série d'échanges de charges avec des atomes de gaz neutres du milieu interstellaire, laissant tomber et regagner des électrons lorsqu'ils traversent cette vaste région frontière. Certaines de ces particules sont renvoyées vers le système solaire interne sous forme d'atomes neutres en mouvement rapide, qui peut être mesuré par Cassini.
Beaucoup d'autres étoiles montrent des queues qui traînent derrière elles comme une queue de comète, soutenant l'idée que notre système solaire en a un aussi. Cependant, de nouvelles preuves de Cassini de la NASA, Les missions Voyager et Interstellar Boundary Explorer suggèrent que l'extrémité arrière de notre système solaire n'est peut-être pas allongée dans une longue queue. En partant du haut à gauche et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, les étoiles montrées sont LLOrionis, BZ Cam et Mira. Crédit :NASA/HST/R.Casalegno/GALEX
"L'instrument Cassini a été conçu pour imager les ions qui sont piégés dans la magnétosphère de Saturne, " a déclaré Tom Krimigis, un chef d'instrument sur les missions Voyager et Cassini de la NASA basées au laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins à Laurel, Maryland, et un auteur de l'étude. "Nous n'avons jamais pensé que nous verrions ce que nous voyons et que nous pourrions imaginer les limites de l'héliosphère."
Parce que ces particules se déplacent à une petite fraction de la vitesse de la lumière, leurs voyages du soleil au bord de l'héliosphère et vice-versa prennent des années. Ainsi, lorsque le nombre de particules provenant du soleil change, généralement en raison de son cycle d'activité de 11 ans, il faut des années avant que cela se reflète dans la quantité d'atomes neutres renvoyés dans le système solaire.
Les nouvelles mesures de Cassini de ces atomes neutres ont révélé quelque chose d'inattendu :les particules provenant de la queue de l'héliosphère reflètent les changements du cycle solaire presque aussi rapidement que celles provenant du nez de l'héliosphère.
"Si la "queue" de l'héliosphère est allongée comme une comète, nous nous attendrions à ce que les modèles du cycle solaire apparaissent beaucoup plus tard dans les atomes neutres mesurés, " dit Krimigis.
De nouvelles données de Cassini de la NASA, Les missions Voyager et Interstellar Boundary Explorer montrent que l'héliosphère – la bulle de l'influence magnétique du soleil qui entoure le système solaire interne – peut être beaucoup plus compacte et arrondie qu'on ne le pensait auparavant. Cette illustration montre un modèle compact de l'héliosphère, soutenu par ces dernières données. La principale différence entre ce modèle et les modèles précédents est l'absence de traînée du nouveau modèle, queue en forme de comète sur un côté de l'héliosphère. Crédit :Dialynas, et al.
Mais parce que les modèles de l'activité solaire apparaissent aussi rapidement dans les particules de la queue que ceux du nez, cela implique que la queue est à peu près à la même distance de nous que le nez. Cela signifie que longtemps, queue semblable à une comète que les scientifiques envisageaient peut-être pas du tout - au lieu de cela, l'héliosphère peut être presque ronde et symétrique.
Une héliosphère arrondie pourrait provenir d'une combinaison de facteurs. Les données de Voyager 1 montrent que le champ magnétique interstellaire au-delà de l'héliosphère est plus fort que les scientifiques ne le pensaient auparavant, ce qui signifie qu'il pourrait interagir avec le vent solaire aux bords de l'héliosphère et compacter la queue de l'héliosphère.
La structure de l'héliosphère joue un grand rôle dans la façon dont les particules de l'espace interstellaire, appelées rayons cosmiques, atteignent le système solaire interne, où se trouvent la Terre et les autres planètes.
"Ces données que Voyager 1 et 2, Cassini et IBEX offrent à la communauté scientifique une aubaine pour étudier les confins du vent solaire, " a déclaré Arik Posner, Scientifique du programme Voyager et IBEX au siège de la NASA à Washington, D.C., qui n'a pas participé à cette étude. "Alors que nous continuons à collecter des données depuis les bords de l'héliosphère, ces données nous aideront à mieux comprendre la frontière interstellaire qui aide à protéger l'environnement terrestre des rayons cosmiques nocifs."
