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Sondes Voyager : hors du Système solaire, elles découvrent un nouveau phénomène

Ces deux incroyables sondes, en service depuis plus de 43 ans et avec une informatique moins puissante qu'un smartphone bas de gamme, se sont payé le luxe d'une découverte alors qu'elles cheminent hors du Système solaire dans l'espace interstellaire.

Image d'illustration

Par : ROMÁN IKONICOFF / science-et-vie.com

Les sondes Voyager 1 et 2 viennent d'informer les scientifiques terriens avoir capté un évènement mettant en scène des électrons cosmiques et des ondes de choc émanant du Soleil. Un résultat forcément inédit puisqu'aucun artefact humain n'a jamais fait de mesures locales à une telle distance.

La mesure a été faite par le capteur de rayons cosmique des sondes et envoyée vers la Terre via le relai du Deep Space Network de la NASA - un réseau de trois antennes paraboliques situées en Californie, Espagne (Madrid) et Australie (Canberra).

L'évènement détecté relie les grosses éruptions solaires (et éjections de masse de la couronne solaire) avec d'une part les rayons cosmiques et d'autre par les lignes des champs magnétiques de l'espace interstellaire.

En effet les rayons cosmiques, qui criblent constamment l'espace, sont des trains de protons et d'électrons notamment provenant de supernovæ, d'hypernovæ, de l'environnement de trous noirs, etc. Or les sondes Voyager ont mesuré une importante accélération d'électrons émanant de ces rayons.

Choc des titans et accélération

L'accélération serait provoquée par un mécanisme complexe mettant en jeu des électrons cosmiques pris entre deux influences : d'une part celle des grosses éjections solaires, qui créent une onde de choc se propageant dans tout le Système solaire, d'autre part celle des lignes de champ magnétique de l'espace interstellaire.

En effet à cette distance, les sondes sont encore sous l'influence gravitationnelle du Soleil - et elles le resteront encore pendant quelques milliers d'années - mais plus sous celle de son vent de particules ni de son champ magnétique, qui se mélangent alors avec d'autres influences du milieu interstellaire.

Grossièrement, quand un électron d'un rayon provenant du Cosmos atteint le front d'onde provenant du Soleil, il "rebondit" (se réfléchit) en s'orientant dans la direction des lignes du champ magnétique interstellaire local tout en gagnant une grande accélération (transfert d'énergie).

La particule, qui suit dès lors une ligne de champ, "spirale" autour de sa ligne à des vitesses proches de la lumière - les électrons qui ont suivi une ligne passant par la sonde spatiale ont alors été détectés.

Selon les mesures des sondes, l'énergie d'accélération de ces électrons se situe entre 5 et 100 millions d'électronvolts (MeV), soit de 5 à 100 fois plus énergétique que les plus énergétiques des ondes électromagnétiques, les rayons gamma.

Cette bouffée d'électrons accélérée a précédé de quelques jours l'arrivée de trains successifs d'électrons moins énergétiques (entre 20 et 100 électronvolts). Et c'est seulement un mois après que l'onde de choc elle-même a atteint les sondes Voyager.

Laboratoire à distance

Cela a permis de confirmer les prévisions de la théorie des ondes de choc astrophysiques - et la valider - et déduire des valeurs de la densité en particules présentes dans l'espace du Système solaire notamment.

Mais sans doute, le plus remarquable de la découverte est la distance à laquelle elle s'est faite. Voyager 1 a fait son travail à 22 milliards de km de nous, soit 150 fois la distance Terre-Soleil, un lieu que la lumière (et les communications radio) atteint en plus de 20 heures. Voyager 2 est un peu plus proche : 18 milliards de km.

D'ici une dizaine d'année tout au plus, les sondes Voyager ne pourront même plus alimenter en courant les instruments à bord, ensuite s'arrêtera la communication avec la Terre. Dès lors Voyager 1 et 2 fileront tout droit vers plusieurs milliards d'années de solitude - sauf si elles sont détruites par des collisions... ou si un Alien les pêche. Le cas échéant, espérons qu'il décrypte le disque.

Source : The Astronomical Journal, décembre 2020.

Initialement publié le 08/05/2021



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