Vous vivez dans une bulle. Pas une bulle métaphorique - une vraie, bulle littérale. Mais ne vous inquiétez pas, il n'y a pas que toi. La planète entière, et toutes les autres planètes du système solaire, d'ailleurs, est dans la bulle aussi. Et, nous pouvons juste lui devoir notre existence même.

Les physiciens de l'espace appellent cette bulle l'héliosphère. C'est une vaste région, s'étendant plus de deux fois jusqu'à Pluton, qui projette un "champ de force" magnétique autour de toutes les planètes, dévier les particules chargées qui, autrement, s'infiltreraient dans le système solaire et même déchireraient votre ADN, si vous avez la malchance de vous mettre en travers de leur chemin.

L'héliosphère doit son existence à l'interaction de particules chargées sortant du soleil (le soi-disant « vent solaire ») et de particules provenant de l'extérieur du système solaire. Même si nous pensons que l'espace entre les étoiles est parfaitement vide, il est en fait occupé par un fin bouillon de poussière et de gaz provenant d'autres étoiles - étoiles vivantes, étoiles mortes, et des étoiles pas encore nées. Moyenne sur toute la galaxie, chaque volume d'espace de la taille d'un cube de sucre ne contient qu'un seul atome, et la zone autour de notre système solaire est encore moins dense.

Le vent solaire pousse constamment contre cette substance interstellaire. Mais plus tu t'éloignes du soleil, plus cette poussée devient faible. Après des dizaines de milliards de kilomètres, le truc interstellaire commence à repousser. L'héliosphère se termine là où les deux pousses s'équilibrent. Mais où est cette frontière, exactement, et à quoi ça ressemble ?

Merav Opher, professeur d'astronomie au Boston University's College of Arts &Sciences et au Center for Space Physics, examine ces questions depuis près de 20 ans. Et dernièrement, ses réponses ont fait sensation.

Parce que tout notre système solaire est en mouvement dans l'espace interstellaire, l'héliosphère, malgré son nom, n'est pas réellement une sphère. Les physiciens de l'espace ont longtemps comparé sa forme à une comète, avec un "nez" rond d'un côté et une longue queue s'étendant dans la direction opposée. Rechercher sur le Web des images de l'héliosphère, et c'est l'image que vous êtes sûr de trouver.

Mais en 2015, en utilisant un nouveau modèle informatique et les données de la sonde Voyager 1, Opher et son coauteur James Drake de l'Université du Maryland sont arrivés à une conclusion différente :ils ont proposé que l'héliosphère a en fait la forme d'un croissant, un peu comme un croissant fraîchement sorti du four, En réalité. Dans ce modèle "croissant", deux jets s'étendent en aval du nez plutôt qu'une seule queue évanouie. "Cela a commencé la conversation sur la structure globale de l'héliosphère, " dit Opher.

Le sien n'était pas le premier article à suggérer que l'héliosphère était autre chose que la forme d'une comète, elle fait remarquer, mais cela a permis de mettre l'accent sur un débat nouvellement stimulé. "C'était très controversé, " dit-elle. " Je me faisais défoncer à chaque conférence ! Mais je suis resté fidèle à mes armes."

Puis, deux ans après le début du débat sur le "croissant", lectures de la sonde Cassini, qui a tourné autour de Saturne de 2004 à 2017, suggérait une autre vision de l'héliosphère. En chronométrant les particules faisant écho à la limite de l'héliosphère et en les corrélant avec les ions mesurés par le vaisseau spatial jumeau Voyager, Les scientifiques de Cassini ont conclu que l'héliosphère est en fait très presque ronde et symétrique :ni une comète ni un croissant, mais plus comme un ballon de plage. Leur résultat était tout aussi controversé que le croissant. "Vous n'acceptez pas facilement ce genre de changement, " dit Tom Krimigis, qui a mené des expériences sur Cassini et Voyager. "L'ensemble de la communauté scientifique qui travaille dans ce domaine avait supposé pendant plus de 55 ans que l'héliosphère avait une queue de comète."

Maintenant, Opher, Canard, et ses collègues Avi Loeb de l'Université Harvard et Gabor Toth de l'Université du Michigan ont conçu un nouveau modèle tridimensionnel de l'héliosphère qui pourrait réconcilier le "croissant" avec le ballon de plage. Leurs travaux ont été publiés dans Astronomie de la nature le 16 mars.

Contrairement à la plupart des modèles précédents, qui supposait que les particules chargées dans le système solaire oscillent toutes autour de la même température moyenne, le nouveau modèle divise les particules en deux groupes. Les premières sont des particules chargées provenant directement du vent solaire. Deuxièmement, il y a ce que les physiciens de l'espace appellent les ions "capteurs". Ce sont des particules qui ont dérivé dans le système solaire sous une forme électriquement neutre, car elles ne sont pas déviées par les champs magnétiques, les particules neutres peuvent "juste entrer, " dit Opher, mais leurs électrons ont ensuite été coupés.

Le vaisseau spatial New Horizons, qui explore maintenant l'espace au-delà de Pluton, a révélé que ces particules deviennent des centaines ou des milliers de fois plus chaudes que les ions du vent solaire ordinaires car elles sont entraînées par le vent solaire et accélérées par son champ électrique. Mais ce n'est qu'en modélisant la température, densité et vitesse des deux groupes de particules séparément que les chercheurs ont découvert leur influence démesurée sur la forme de l'héliosphère.

Cette forme, selon le nouveau modèle, divise en fait la différence entre un croissant et une sphère. Appelez ça un ballon de plage dégonflé, ou un croissant bulbeux :dans tous les cas, cela semble être quelque chose sur lequel l'équipe d'Opher et les chercheurs de Cassini peuvent s'entendre.

Le nouveau modèle est très différent de ce modèle classique de comète. Mais les deux peuvent en réalité être plus similaires qu'il n'y paraît, dit Opher, selon exactement comment vous définissez le bord de l'héliosphère. Pensez à transformer une photo en niveaux de gris en noir et blanc :l'image finale dépend beaucoup de la nuance de gris que vous choisissez comme ligne de démarcation entre le noir et le blanc.

Alors pourquoi s'inquiéter de la forme de l'héliosphère, De toute façon? Les chercheurs qui étudient les exoplanètes – des planètes autour d'autres étoiles – s'intéressent vivement à la comparaison de notre héliosphère avec celles qui entourent d'autres étoiles. Le vent solaire et l'héliosphère pourraient-ils être des ingrédients clés de la recette de la vie ? « Si nous voulons comprendre notre environnement, nous ferions mieux de comprendre tout au long de cette héliosphère, " dit Loeb, Le collaborateur d'Opher à Harvard.

Et puis il y a la question de ces particules interstellaires qui déchiquetent l'ADN. Les chercheurs travaillent encore sur quoi, exactement, ils signifient pour la vie sur Terre et sur d'autres planètes. Certains pensent qu'ils auraient en fait pu aider à conduire les mutations génétiques qui ont conduit à la vie comme nous, dit Loeb. "A la bonne quantité, ils introduisent des changements, des mutations qui permettent à un organisme d'évoluer et de devenir plus complexe, " dit-il. Mais la dose fait le poison, comme on dit. "Il y a toujours un équilibre délicat lorsque l'on aborde la vie telle que nous la connaissons. Trop de bonnes choses sont une mauvaise chose, " dit Loeb.

Quand il s'agit de données, bien que, il y a rarement trop de bonnes choses. Et tandis que les modèles semblent converger, ils sont encore limités par un manque de données provenant des confins du système solaire. C'est pourquoi des chercheurs comme Opher espèrent inciter la NASA à lancer une sonde interstellaire de nouvelle génération qui coupera un chemin à travers l'héliosphère et détectera directement les ions de captage près de la périphérie de l'héliosphère. Jusque là, seuls les engins spatiaux Voyager 1 et Voyager 2 ont franchi cette frontière, et ils ont lancé il y a plus de 40 ans, transportant des instruments d'une époque plus ancienne qui ont été conçus pour faire un travail différent. Les défenseurs de la mission basés au laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins affirment qu'une nouvelle sonde pourrait être lancée dans les années 2030 et commencer à explorer le bord de l'héliosphère 10 ou 15 ans plus tard.

"Avec la sonde interstellaire, nous espérons résoudre au moins certains des innombrables mystères que les Voyageurs ont commencé à découvrir, " dit Opher. Et ça, elle pense, vaut la peine d'attendre.