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Débuté en 1972, le programme Voyager a pour objectif l’étude des planètes extérieures au Système solaire. En 1977, les sondes spatiales Voyager 1 et Voyager 2 sont lancées et, pendant plusieurs années, vont survoler les géantes gazeuses et leurs satellites, recueillant des données précieuses sur ces planètes. En septembre 2013, la NASA confirme que Voyager 1 a quitté l’héliosphère et est entrée dans l’espace interstellaire. Et, selon de nouvelles études publiées conjointement sur les données recueillies par Voyager 2, cette dernière est également officiellement entrée dans l’espace interstellaire en novembre 2018. 

Après une analyse minutieuse des données, les astrophysiciens l’ont confirmé : à l’instar de Voyager 1, la sonde spatiale est maintenant sortie de l’héliopause et s’enfonce dans l’espace interstellaire. À travers cinq articles parus dans la revue Nature Astronomy, les astrophysiciens confirment que Voyager 2 a pénétré dans l’espace interstellaire le 5 novembre 2018, à une distance de 119 unités astronomiques (17.8 milliards de kilomètres) du Soleil.

Et, comme l’instrument d’étude plasma de Voyager 1 avait été brisé lors de la traversée de l’héliopause six ans plus tôt, c’est la première fois que des chercheurs ont pu étudier un ensemble complet de données in situ du profil plasmatique de cette frontière importante.

Les deux sondes Voyager ont été lancées en 1977 afin d’étudier le Système solaire externe. Voyager 2 a été envoyée en premier, avec une avance de deux semaines, mais Voyager 1 avait une trajectoire plus courte dans le Système solaire.

Mission Voyager Interstellar : en route vers le milieu interstellaire

De plus, Voyager 2 ayant été ralentie par son survol de Neptune en 1989, Voyager 1 a pris de l’avance comme prévu. Après ce survol de 1989, les deux sondes avaient atteint leur objectif principal, mais elles étaient loin d’avoir terminé leur travail. « A ce moment-là, la mission est devenue la mission Voyager Interstellar » explique l’astronome Ed Stone de Caltech.

Personne ne savait combien de temps il faudrait aux sondes pour atteindre l’espace interstellaire. Via un vent supersonique de plasma ionisé, le Soleil crée une bulle autour du Système solaire. Cette bulle s’appelle l’héliosphère et sa limite — où la pression extérieure exercée par le vent solaire n’est plus assez forte pour s’opposer au vent de l’espace interstellaire — s’appelle l’héliopause.

voyager interstellar

À l’heure actuelle, les deux sondes Voyager 1 et 2 sont entrées dans l’espace interstellaire. Cette phase constitue la dernière étape de la mission Voyager Interstellar. Crédits : NASA/JPL

« Cette surface de contact constitue la limite, et nous essayons à la fois de comprendre la nature de cette dernière, où ces deux vents cosmiques se rencontrent et se mélangent, et comment cela se produit » déclare Stone. Voyager 1 a officiellement franchi l’héliopause le 25 août 2012, à une distance de 121.6 unités astronomiques (18.1 milliards de kilomètres).

Des données précieuses concernant la dynamique de héliosphère et l’héliopause

Lorsque la sonde a fait sa traversée historique, les chercheurs n’ont pu confirmer ce fait que huit mois plus tard, par le biais d’oscillations de plasma électronique permettant d’inférer une densité de plasma interstellaire. Les astronomes ne savaient pas vraiment quand Voyager 2 ferait de même — l’héliosphère est un peu vacillante et change légèrement de forme fréquemment — mais en octobre de l’année dernière, elle a commencé à enregistrer une augmentation du rayonnement cosmique similaire à celle de Voyager 1 en 2012.

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Cette fois, la détection de la densité plasmatique a été effectuée directement. Et, fait intéressant, ce que les cinq instruments de Voyager 2 ont capturé montre une héliopause plus lisse, plus fine, avec un champ magnétique plus puissant. Selon les observations plasmatiques, la sonde a traversé l’héliopause en moins d’une journée. L’instrument à rayons cosmiques de Voyager 2 a également détecté quelque chose qui ne l’avait pas été avec Voyager 1 : l’existence d’une couche entre l’héliopause et l’espace interstellaire, où les deux vents interagissent.

structure systeme solaire

Les précieuses données recueillies par les deux sondes permettent aux astrophysiciens de mieux comprendre la dynamique complexe de l’héliosphère et de son interaction avec le milieu interstellaire. Crédits : NASA

Sur le même sujet : Après 41 ans de voyage, la sonde Voyager 2 de la NASA entre dans l’espace interstellaire

Voyager 1 a détecté des rayons cosmiques galactiques et le champ magnétique interstellaire envahissant l’héliogaine. Voyager 2 a découvert que le champ magnétique interstellaire s’enveloppait autour de l’héliopause et que les rayons cosmiques de l’intérieur du Système solaire évoluaient le long de celui-ci. Cela indique que l’héliopause n’est pas une simple frontière de contact lisse, mais est beaucoup plus complexe et dynamique.

Des conditions de voyage différentes pour Voyager 1 et Voyager 2

Les raisons des différences entre les résultats des deux sondes ne sont pas tout à fait claires, mais il existe un certain nombre d’explications possibles. Le temps était compté — Voyager 1 a traversé cette limite alors que le Soleil entrait dans son maximum d’activité solaire, le pic actif de son cycle de 11 ans, lorsque le vent solaire est nettement plus fort. Voyager 2 a effectué cette traversée alors que le Soleil sort tout juste de son activité minimum.

L’héliopause n’est qu’une limite de l’influence du Soleil. L’influence gravitationnelle de notre étoile est beaucoup, beaucoup plus grande, s’étendant à travers le nuage d’Oort jusqu’à 100’000 unités astronomiques (15 trillions de kilomètres). Malheureusement, il est extrêmement improbable que les sondes Voyager restent opérationnelles sur cette distance. Néanmoins, les données recueillies par les deux sondes sont extrêmement précieuses pour mieux comprendre la dynamique du Soleil et l’astrophère des autres étoiles.

Sources : Nature Astronomy (1, 2, 3, 4 et 5)

voyager 2 entre espace interstellaire

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