La sonde Voyager 2 révèle des détails sur sa sortie du système solaire

Il y a un an et un jour, Voyager 2 a quitté le système solaire à un endroit situé à 119 distances Terre-Soleil (ou 119 UA pour unité astronomique) , ont confirmé aujourd’hui des scientifiques. Les données de la deuxième sonde interstellaire ont révélé que son point de sortie de la bulle solaire (héliopause) était semblable, de façon inattendue, au point de passage de Voyager 1.

Image d’entête : les données de Voyager 2 ont permis de mieux caractériser la structure de l’héliosphère, la région en forme de manche à air créée par le vent du Soleil qui s’étend jusqu’aux limites du système solaire. (NASA/ JPL)

Selon Edward Stone, un héliophysicien du California Institute of Technology à Pasadena (Etats-Unis) :

Voyager 1 a atteint le bord de la bulle en 2012, et nous attendons depuis que Voyager 2 rattrape son retard.

Les deux sondes ont maintenant atteint l’espace interstellaire. Il y a beaucoup à apprendre en comparant Voyager 1 et Voyager 2.

Le périple de la sonde Voyager 2 dans le système solaire et l’espace interstellaire. (NASA/ AFP)

Ces similitudes présentent un casse-tête.

Voyager 1 et Voyager 2 ont été lancés en 1970 et ils ont zigzagué dans le système solaire avant de se diriger vers l’espace interstellaire. L’heure exacte à laquelle Voyager 1 a traversé l’héliopause, la frontière qui sépare le système solaire du reste de la galaxie, est encore inconnue. L’instrument à plasma de l’appareil, le mieux adapté à la détection de sa transition des matériaux solaires, a été endommagé en 1980. La confirmation de sa sortie est intervenue quelques mois après les faits.

Contrairement à sa jumelle, Voyager 2 possède un instrument à plasma en état de marche qui a enregistré son voyage aller. La sonde a enregistré des changements dans l’environnement magnétique, les flux de particules solaires et galactiques et les différentes températures du plasma qui ont confirmé son entrée dans l’espace interstellaire, l’espace entre les étoiles. Cette transition de l’intérieur vers l’extérieur de la bulle a pris moins d’une journée, selon les scientifiques du projet, tout comme pour Voyager 1.

L’équipe a été surprise de constater certaines similitudes entre les deux points de l’héliopause et selon Stamatios Krimigis, physicien solaire au laboratoire de physique appliquée de l’université Johns Hopkins à Laurel :

La plus grande similarité est que la distance à laquelle Voyager 1 l’a franchi, à 121,6 unités astronomiques c’est très proche de la distance à laquelle Voyager 2 l’a franchi, à 119 UA.

La similarité de la distance est très étrange dans le sens où l’une s’est produite au minimum solaire, quand l’activité solaire est la plus faible, et l’autre au maximum solaire. Et si nous prenons nos modèles au pied de la lettre, nous nous attendions à ce qu’il y ait une différence, car la bulle devrait se dilater ou se contracter légèrement en raison des changements de pression du vent solaire.

Représentation de Voyager 2. (JPL/ NZSZ)

Voyager 2 a également détecté une transition plasmatique et une couche limite juste à l’intérieur de l’héliopause.

Selon l’héliophysicien John Richardson du Massachusetts Institute of Technology à Cambridge :

La couche limite que nous avons “vue“ avec Voyager 2, nous ne pouvions pas la voir avec Voyager 1 parce que nous n’avions pas d’instrument à plasma en état de marche, nous ne pouvions donc pas voir la densité monter et la température monter.

Cependant, la largeur de la couche rencontrée par Voyager 2 correspond à la largeur d’une région dite de “stagnation” détectée par Voyager 1.

Selon Krimigis :

La vitesse du plasma était pratiquement nulle. Et nous avons aussi vu la couche limite de Voyager 2 qui avait à peu près la même largeur, mais la vitesse du plasma n’était pas nulle. Et ça reste un casse-tête.

La partie de l’héliopause où Voyager 2 est passé était plus mince et plus lisse que l’endroit que Voyager 1 a quitté. Et juste au-delà de la frontière, Voyager 2 a mesuré un champ magnétique plus fort que Voyager 1.

Les mesures acquises par la sonde lors de son passage. (NASA/JPL-Caltech)

Pour Stone :

À l’intérieur, le champ magnétique provient du Soleil, produit par le vent solaire ionisé, et à l’extérieur du champ magnétique, dans la région locale de la galaxie de la Voie lactée. Lorsque Voyager 1 a traversé, nous avons été surpris de constater que la direction du champ magnétique n’était pas celle à laquelle nous nous attendions lorsque nous étions à l’extérieur, et avec Voyager 2 nous avons obtenu un résultat très semblable. Alors, c’est une énigme.

Le matériau de la bulle solaire s’écoulait à l’extérieur, en amont, dans la galaxie. Le point de passage de Voyager 2 était également très « poreux », selon Krimigis, qui ajoute :

En d’autres termes, le matériau de la bulle solaire s’échappait à l’extérieur vers l’amont dans la galaxie… et c’était très différent de ce qui s’est passé avec Voyager 1 où pratiquement aucun matériau ne s’échappait, mais un matériau galactique s’infiltrait.

Les différences entre les deux points de passage sont « fascinantes » et « permettront sans aucun doute d’approfondir les connaissances sur la physique fondamentale qui régit le voisinage interstellaire du Soleil », a déclaré Jamie Rankin. Rankin est physicien de l’espace à l’Université de Princeton à Princeton (New Jersey), qui n’a pas participé à la recherche.

Selon M. Rankin :

L’arrivée interstellaire de Voyager 2 est une étape importante, car nous pouvons maintenant regarder notre propre étoile de l’extérieur vers l’intérieur plutôt que de l’intérieur vers l’extérieur, et pas seulement d’un, mais de deux points de vue.

Cependant,  » c’est le milieu interstellaire car il est perturbé par les tsunamis qui viennent du Soleil et se propagent dans cette région « , a dit Stone. Les équipes de la mission s’attendent à ce que les deux sondes fournissent encore environ 5 ans de données avant de manquer d’énergie, ce qui n’est pas tout à fait suffisant pour atteindre une partie de l’espace qui est vraiment dépourvue de l’influence du Soleil.

L’équipe espère que de futures missions dans l’espace interstellaire aideront à élucider certains des mystères de l’héliosphère, notamment sa forme exacte. « Selon l’instrumentation d’une future sonde interstellaire, dit Krimigis, nous aurions la possibilité de prendre des images de l’extérieur de l’héliosphère et de voir si c’est vraiment une sphère ou plutôt une forme de goutte d’eau.

Selon M. Rankin :

Sans la planification soigneuse et sage de centaines de visionnaires pendant plus de 4 décennies, l’humanité prendrait encore ses mesures dans les limites de sa propre astrosphère. Mais maintenant que les deux sondes Voyager explorent l’espace interstellaire, nous avons fait un petit pas, mais significatif, vers les étoiles les plus proches.

Les scientifiques ont publié ces résultats dans une série d’articles dans Nature Astronomy le 4 novembre : Voyager 2 enters interstellar space et présentée sur le site du JPL de la NASA : Voyager 2 Illuminates Boundary of Interstellar Space.