communiqué de presse du CNRS du 4 mars 2005 à propos du bouclier naturel du système solaire : l'héliosphère

L'héliosphère, ce « bouclier » qui protège le système solaire des particules venant de l'extérieur, est « cabossé ». C'est ce que des chercheurs du CNRS (1) ont montré en analysant les données recueillies par le satellite SOHO, de l'Agence spatiale européenne. Ils en ont déduit la direction du « coup » porté par son adversaire, le champ magnétique galactique. Autre retombée : ils ont compris les signaux envoyés par la sonde Voyageur 1, actuellement dans la zone déformée du bouclier. Ces résultats sont publiés dans la revue Science du 4 mars.

Le Soleil émet des particules chargées (2) en continu et dans toutes les directions. Ce vent solaire forme un cocon autour du Soleil et des planètes. Le cocon s'étend même largement au-delà de l'orbite de Pluton (voir la figure). Les astrophysiciens lui ont donné le nom d'héliosphère.

 

L'héliosphère voyage dans la galaxie à une vitesse de 100 000 kilomètres par heure. Actuellement, elle traverse un nuage interstellaire composé de particules chargées (3) et neutres : des atomes d'hydrogène et d'hélium. L'avant de l'héliosphère, qui fend le nuage interstellaire, joue un rôle de « bouclier » : les particules chargées n'y pénètrent pas. Elles sont déviées et s'écoulent le long de sa surface. En revanche, les atomes d'hélium et d'hydrogène  entrent dans l'héliosphère. Tandis que l'hélium suit sa trajectoire, l'hydrogène est dévié, car il interagit avec les protons interstellaires qui s'écoulent le long de l'héliosphère. Mais cette déviation n'est pas symétrique, indiquant que l'héliosphère elle-même n'est pas symétrique : c'est ce que les chercheurs ont mis en évidence en analysant les données du satellite SOHO, et plus particulièrement de l'instrument SWAN, qu'ils ont construit (4).

 

Par quoi le bouclier est-il déformé ? Probablement par le champ magnétique interstellaire, répondent les chercheurs. Ils ont ainsi déduit sa direction approximative : ce champ fait un angle de 30 à 60° avec la trajectoire du Soleil  dans la galaxie. C'était le dernier ingrédient nécessaire à la bonne compréhension de l'héliosphère actuelle. Mais celle-ci n'est pas immuable… Lorsque le Soleil quittera le nuage interstellaire où il se trouve, l'héliosphère rencontrera d'autres conditions. Notamment, si la densité du gaz interstellaire ou le champ galactique sont plus forts, le bouclier du système solaire pourrait être beaucoup plus déformé, voire s'effondrer. Selon certains modèles, ce scénario aboutirait à une pluie de poussières interstellaires dans l'atmosphère de la Terre, bloquant les rayons du Soleil et entraînant des glaciations.  Bien que cette perspective soit lointaine à l'échelle humaine, il paraît important de mieux comprendre les interactions entre héliosphère et milieu interstellaire.

 

Les résultats de Rosine Lallement et ses collègues (1) lèvent aussi la controverse sur la position de Voyager 1. Cette sonde, qui a quitté la Terre il y a 28 ans pour visiter les planètes géantes, est aujourd'hui à la limite de l'héliosphère. Mais où exactement ? A l'intérieur ou à l'extérieur ? Les données semblaient contradictoires. Compte tenu de la dissymétrie de l'héliosphère, les théoriciens ont recalculé la position de la sonde, qui serait toujours à l'intérieur de l'héliosphère. Voyager 1, dont les batteries devraient encore durer jusqu'en 2020, a toutefois de grandes chances d'être le premier objet de fabrication humaine à sortir de l'héliosphère.

© R. Lallement Schéma de l'héliosphère (en rouge) pénétrant dans le milieu interstellaire (en bleu). L'avant de l'héliosphère n'est pas parfaitement symétrique : il est déformé par le champ magnétique du milieu interstellaire (lignes en pointillés).

© R. Lallement

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Notes :

(1) Service d'Aéronomie (CNRS/Université Paris VI/Université de Versailles), Verrières-le-Buisson.
(2) principalement des protons, des électrons et des particules α (des noyaux d'hélium)
(3) principalement des protons et des électrons
(4) SWAN (pour Solar Wind Anisotropy) est constitué de deux cellules d'absorption montées sur têtes pivotantes, qui réalisent une carte des vecteurs vitesse de l'hydrogène dans l'héliosphère. Pour cela, il analyse la fréquence des rayons ultraviolets du Soleil diffusés par l'hydrogène, fréquence qui dépend de la vitesse des atomes. La résultante de tous les vecteurs vitesse de l'hydrogène fait un angle de 4° avec celle de l'hélium. Ainsi, l'hydrogène n'est pas dévié de la même façon d'un côte et de l'autre de l'héliosphère, qui est asymétrique.

Références :

Deflection of the Interstellar Neutral Hydrogen Flow Across the Heliospheric Interface, Science, 4 mars 2005, R. Lallement , E. Quémerais, J.L. Bertaux, S. Ferron, D. Koutroumpa, R. Pellinen.

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Contacts :

Contact chercheur :
Rosine Lallement
Tél : 01 64 47 42 35, Mél : rosine.lallement@aerov.jussieu.fr

Contact presse :
Claire Le Poulennec
Tél : 01 44 96 49 88, Mél : claire.le-poulennec@cnrs-dir.fr

Contact département des Sciences de l'Univers du CNRS :
Philippe Chauvin
Tél : 01 44 96 43 36, Mél : philippe.chauvin@cnrs-dir.fr

Schéma de l'héliosphère (en rouge) pénétrant dans le milieu interstellaire (en bleu). L'avant de l'héliosphère n'est pas parfaitement symétrique : il est déformé par le champ magnétique du milieu interstellaire (lignes en pointillés).
La sonde Voyager 1 atteindra bientôt la limite de l'héliosphère.
La distance soleil/limite de l'héliosphère est de 14 milliards de kilomètres environ.

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