SCIENCE

Voyager 2
livre ses secrets sur les confins du système solaire

Un an après avoir franchi les limites du système solaire, la sonde Voyager 2 a commencé à livrer ses premières observations sur l’espace interstellaire. Et surprise, après une analyse minutieuse des données, des chercheurs ont expliqué lundi dans la revue Nature Astronomy qu’une partie des particules de notre Soleil parviennent à traverser cette limite et à se mélanger au vent solaire.

Pareil, pas pareil

Voyager 2 est officiellement sortie du système solaire en novembre 2018, soit six ans après sa jumelle Voyager 1. Elles ont en effet franchi l’héliopause, soit la frontière de l’héliosphère, où le vent en provenance de notre Soleil empêche la propagation du vent interstellaire en provenance d’autres étoiles. Les sondes sont toutes deux sorties de l’héliosphère à une distance de 120 unités astronomiques (UA), soit 120 fois la distance entre la Terre et le Soleil. Les chercheurs s’attendaient à ce que cette distance soit différente entre les deux sondes, puisque l’activité solaire était différente. Autre mystère : pour Voyager 1, l’héliopause était une frontière infranchissable pour les rayons du Soleil, alors que pour Voyager 2, il y a des particules de vent solaire qui parviennent à se frayer un chemin au-delà de l’héliopause, dans le vent interstellaire. « Ce n’était pas prévu, il nous faudra revoir nos modèles », a dit durant une conférence de presse, jeudi dernier, Stamatios Krimigis, de l’Université Johns Hopkins, qui était responsable de l’un des cinq instruments encore fonctionnels de Voyager 2.

Ralentissement étonnant

Les modèles sont également muets sur l’absence de ralentissement de la vitesse du vent solaire observée par Voyager 2 – sur Voyager 1, cette vitesse était à zéro à l’héliopause. Quatrième énigme, les deux sondes n’ont pas relevé de différences de direction du champ magnétique avant et après l’héliopause. « On pensait avec Voyager 1 que c’était une coïncidence due à une perturbation, mais on ne peut avoir deux coïncidences », a dit M. Krimigis. Les deux sondes Voyager ont été lancées en 1977.

Un instrument de plus

Voyager 2 transmet davantage d’informations que sa jumelle. La sonde avait un instrument qui avait flanché en 1981 sur Voyager 1 au large de Saturne. Cet outil a permis de certifier plus rapidement le franchissement de l’héliopause, dès décembre dernier. Voyager 2 a quatre autres instruments permettant de constater que la densité des particules de plasma est 20 fois plus grande après l’héliopause (contre une augmentation de densité de 50 fois pour Voyager 1) et que la température de ces particules augmente. Les modèles prédisaient que le vent interstellaire était plus dense que le vent solaire, mais la différence de densité entre les mesures des deux sondes intrigue les chercheurs.

Missions interstellaires

Le programme Voyager suscite plus de questions qu’il n’apporte de réponses et ne permet pas de déterminer la forme de l’héliosphère : est-elle sphérique parce qu’elle est déterminée par la force du vent solaire, ou en forme de goutte d’eau dans le sens du vent solaire ? Les deux sondes Voyager ont traversé l’héliopause à contre-courant du vent solaire, donc loin d’une hypothétique « queue » allongée de l’héliosphère. Les données permettront d’étudier l’héliosphère des autres systèmes solaires de notre galaxie, ce qui aura un impact sur l’étude des exoplanètes, a dit durant la conférence de presse Ed Stone, de l’Institut de technologie de Californie (Caltech), qui est le chef scientifique du programme Voyager. Les données de Voyager permettront aussi de déterminer le danger des radiations interstellaires pour les missions humaines vers d’autres planètes et l’impact potentiel du vent interstellaire sur la vie sur la Terre dans le passé.

La météo solaire

Notre Soleil a un cycle de 22 ans. Le dernier maximum solaire a eu lieu en 2014 et a été l’un des plus faibles depuis le milieu du XVIIIe siècle. Mais l’activité du Soleil est parsemée d’ « éruptions » qui projettent des particules à une vitesse plus rapide que celle des sondes Voyager. « Nous avons été surpris de constater que les éruptions solaires dépassent l’héliopause », dit M. Krimigis. C’est grâce à une éruption solaire qu’on avait pu déterminer en 2013 que Voyager 1 avait bel et bien franchi l’héliopause. À l’époque, on pensait que l’éruption solaire avait étendu la frontière de l’héliopause, mais les données enregistrées à l’époque sont peut-être simplement une « fuite » de vent solaire comme celles qui ont été observées par Voyager 2.

Encore cinq ans

Les deux Voyager devraient être capables de transmettre des données à la Terre pendant cinq ans, grâce à des pirouettes technologiques permettant d’économiser la chaleur de leur pile radioactive. « On a des instruments qui ne devaient durer que quatre ans, a dit M. Krimigis. Et ils fonctionnent encore ! Mais toute bonne chose a une fin. » Les chercheurs croient que Voyager 1 se trouvera à ce moment à 155 UA de la Terre et Voyager 2, à 135 UA. Donc bien en deçà de la limite prévue de 200 UA où le vent solaire cesse totalement d’influencer le vent interstellaire. De temps à autre – trois fois en un an pour Voyager 2 –, les sondes font des rotations leur permettant de mesurer le plasma dans d’autres directions. « Nous avons exploré l’héliosphère en deux points, il en faut beaucoup plus, a dit M. Krimigis. J’étais la semaine dernière à une rencontre pour la prochaine sonde qui explorera l’héliopause. » Pioneer 10 s’approche de l’héliopause, mais ne transmet plus depuis 2003, alors que New Horizons, qui a exploré Pluton en 2015, cessera ses communications à 90 UA de la Terre.

0,002 électron par centimètre cube

densité des gaz à l’intérieur de l’héliosphère

0,039 électron par centimètre cube

densité des gaz à l’extérieur de l’héliosphère

Source : Nature Astronomy

Voyager en quelques dates

1977

Lancement de Voyager 2, puis de Voyager 1.

1979

Photos de Jupiter par les deux sondes, découverte de volcanisme sur sa lune.

1980

Voyager 1 atteint Saturne et découvre que sa lune Titan est plus petite que prévu, cédant sa place à Ganymède (Jupiter) comme plus grand satellite du système solaire.

1986

Voyager 2 constate qu’Uranus est une géante glacée, une nouvelle catégorie.

1989

Voyager 2 constate que Neptune est aussi une géante glacée et qu’elle a des anneaux.

1998

Voyager 1 détrône Pioneer 10 comme sonde ayant transmis des données le plus loin de la Terre.

2012

Voyager 1 entre en contact avec le vent interstellaire.

2018

Voyager 2 entre en contact avec le vent interstellaire.

Source : NASA

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