L’héliosphère est cette sorte de bulle qui protège l’ensemble de notre Système solaire des rayonnements cosmiques. Et depuis longtemps, les astronomes cherchent à la caractériser. Aujourd’hui, ils montrent que des particules venues de l’espace interstellaire sont probablement à l’origine de sa drôle de forme de « croissant dégonflé ».
La magnétosphère, vous en avez probablement déjà entendu parler. C’est ainsi que se nomme la région qui entoure notre Terre et la protège du vent solaire en particulier et des rayonnements cosmiques en général. Mais peut-être connaissez-vous moins l’héliosphère. C’est le nom que les scientifiques donnent à une sorte de bulle magnétique qui protège, elle, l’ensemble de notre Système solaire des rayonnements dans lesquels baigne l’espace interstellaire. Les chercheurs évoquent une bulle qui s’étend bien au-delà de notre petit coin de Voie lactée. Toutefois, ils en ignorent encore la forme exacte… et même la taille.
L’ambition du projet Shield — pour Solar-wind with Hydrogen Ion Exchange and Large-scale Dynamics — est de combiner théorie, modélisation et observations pour créer des simulations complètes de l’héliosphère et de sa dynamique. Il y a un peu plus d’une année, en exploitant les données renvoyées par les missions Voyager, des chercheurs avaient ainsi conclu que cette héliosphère devait avoir une forme surprenante de… croissant dégonflé. Et quelques mois plus tard, d’autres en avaient proposé une carte 3D détaillée en se basant sur une technique semblable à celle du sonar.
Aujourd’hui, toujours dans le cadre de l’ambitieux projet Shield (en français bouclier), des chercheurs — ceux qui avaient déjà présenté l’héliosphère avec une forme de croissant dégonflé — annoncent avoir fait une découverte qui pourrait éclairer notre compréhension de la façon dont le milieu interstellaire façonne l’héliosphère. Selon eux, les particules d’hydrogène neutres provenant de l’extérieur de notre Système solaire jouent très probablement un rôle crucial dans la façon dont notre héliosphère prend forme.
Une instabilité venue d’ailleurs
Cette fois, les chercheurs ont particulièrement travaillé sur ce qu’ils appellent les jets héliosphériques, des jets de matière et d’énergie qui ressemblent à d’autres types de jets cosmiques et qui sont émis par les trous noirs et les étoiles. Y compris notre Soleil. Et ce qui intrigue les astronomes, à propos de ces jets, c’est leur caractère instable. Leur forme irrégulière.
Les astronomes impliqués dans le projet Shield se sont aperçus que, lorsqu’ils effacent l’hydrogène neutre de leurs modèles, ces jets provenant de notre Soleil, justement, deviennent extrêmement stables. Pour reproduire les observations réelles, il faut impérativement laisser de l’hydrogène neutre frapper et même ruisseler à travers notre Système solaire. Pour donner naissance à une instabilité qui perturberait le vent solaire et de fait, les jets qui émanent de notre Étoile.
Les physiciens connaissent ce phénomène sous le nom d’instabilité de Rayleigh-Taylor. Elle survient lorsque deux matériaux de densités différentes entrent en collision. Le matériau le plus léger pousse contre le matériau le plus lourd. La gravité façonne alors des formes étonnamment irrégulières. Dans le cas des jets cosmiques, la traînée entre les particules d’hydrogène neutres et les ions chargés crée un effet similaire à la gravité.
En attendant que les scientifiques trouvent le moyen d’observer directement l’héliosphère, ce modèle propose une explication de la rupture de sa forme dans les régions nord et sud. Et cela pourrait avoir des conséquences sur la façon dont les rayons cosmiques galactiques pénètrent notre Terre et son proche environnement. Avec des effets notamment sur les menaces que ces rayonnements représentent pour la vie. Y compris pour celle des futurs colons de l’espace.
