© NASA / JPL

Bulle massive entourant le Système solaire et s’étendant sur des dizaines de milliards de kilomètres, l’héliosphère nous protège des radiations interstellaires nocives. Des scientifiques ont récemment déterminé les limites de cette zone complexe.

Une mesure inédite

Présentée dans l’Astrophysical Journal, cette carte révolutionnaire a été produite par des scientifiques du laboratoire national de Los Alamos, qui ont exploité les données recueillies par le satellite IBEX (Interstellar Boundary Explorer) de la NASA, au cours d’un cycle solaire complet entre 2009 et 2019. Orbitant autour de la Terre depuis 2008, l’engin vise à étudier les interactions entre le milieu interstellaire et les vents solaires, émanant de notre astre à une vitesse allant jusqu’à 1,6 million de km/h.

Constitués de protons, d’électrons et de particules alpha, ces vents solaires donnent à l’héliosphère sa forme de bulle. La couche entourant cette dernière est connue sous le nom d’héliogaine, et son bord externe, qui constitue la zone où le vent solaire est arrêté par le milieu interstellaire, est appelé héliopause.

L’une des fonctions du satellite IBEX est de détecter les particules provenant de l’enveloppe de l’héliosphère, et parmi celles-ci se trouve un sous-produit des collisions entre le vent solaire et le vent interstellaire, appelé atome neutre énergétique (ENA). Plus le vent solaire est fort lorsqu’il s’écrase sur l’héliogaine, plus le nombre d’ENA que le satellite IBEX détectera sera élevé.

Représentation schématique de l’héliosphère — © NASA/IBEX/Adler Planetarium

« Le signal du vent solaire varie en force, formant un motif unique. IBEX verra le même schéma dans le retour du signal ENA, deux à six ans plus tard, en fonction de l’énergie ENA et de la direction dans laquelle IBEX regarde à travers l’héliosphère », détaille Dan Reisenfeld, auteur principal de l’étude. « Cette différence de temps est la façon dont nous avons trouvé la distance à la région source ENA dans une direction particulière. »

« Les modèles physiques ont théorisé cette frontière pendant des années »

Les scientifiques comparent l’approche utilisée à la façon dont les chauves-souris cartographient leur environnement via l’écholocalisation (consistant à envoyer des ultrasons dans toutes les directions et traduire le temps s’écoulant jusqu’à leur retour en une mesure de distance). À la différence près que l’équipe a ici utilisé le vent solaire pour établir la première carte en trois dimensions de l’héliosphère.

La nouvelle carte montre que la distance la plus courte du Soleil à l’héliopause, dans la direction faisant face au vent interstellaire, est de 120 unités astronomiques (une unité astronomique correspondant à la distance entre la Terre et le Soleil). Tandis que celle-ci s’étend dans la direction opposée sur au moins 350 UA.

« Les modèles physiques ont théorisé cette frontière pendant des années », explique Reisenfeld. « Mais c’est la première fois que nous sommes réellement à même de la mesurer et de la représenter en trois dimensions. »

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