Les astronomes ont découvert pourquoi le système solaire pourrait avoir la forme d’un croissant

Le système solaire est dans une bulle.

Le vent et le rayonnement du soleil s’écoulent vers l’extérieur, le poussant dans l’espace interstellaire. Cela crée une limite pour l’influence solaire, car les objets du système solaire sont protégés du puissant rayonnement cosmique.

C’est ce qu’on appelle l’héliosphère, et comprendre comment cela fonctionne est une partie importante de la compréhension de notre système solaire, et peut-être même de la façon dont nous, et toute la vie sur Terre, pouvons être ici.

« En quoi cela est-il pertinent pour la société ? La bulle qui nous entoure, qui est produite par le soleil, offre une protection contre les rayons cosmiques galactiques, et sa forme peut affecter la façon dont ces rayons pénètrent dans l’héliosphère » L’astrophysicien James Drake dit : de l’Université du Maryland.

« Il y a beaucoup de théories mais, bien sûr, la façon dont les rayons cosmiques pourraient entrer dans les galaxies pourrait être influencée par la structure de l’héliosphère – a-t-elle des rides et des plis et ce genre de chose? »

Étant donné que nous sommes à l’intérieur de l’héliosphère et que ses limites ne sont pas réellement visibles, il n’est pas vraiment facile de déterminer à quoi elle ressemble. Mais ce n’est pas impossible. Les sondes Voyager et New Horizons sont trois engins spatiaux qui ont voyagé jusqu’aux confins du système solaire. En effet, les sondes Voyager ont franchi les limites de l’héliosphère et se frayent actuellement un chemin dans l’espace interstellaire.

À l’aide des données de ces capteurs, les scientifiques ont déterminé l’année dernière que l’héliosphère pourrait avoir la forme d’un étrange croissant cosmique. Maintenant, découvrez comment : les molécules d’hydrogène neutres entrant dans le système solaire depuis l’espace interstellaire jouent probablement un rôle important dans la sculpture de la forme de l’héliosphère.

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L’équipe a entrepris d’enquêter sur les jets de l’héliosphère. Ce sont des doubles jets de matière émanant des pôles du Soleil, formés par l’interaction du champ magnétique solaire avec le champ magnétique interstellaire. Et au lieu de tirer droit, il se courbe, propulsé par le flux entre les étoiles, comme les points d’un croissant. Ce sont les queues du système solaire.

Reconstruction de l’héliosphère montrant des avions. (M. Opher/AAS)

Ceux-ci sont similaires à d’autres jets astrophysiques observés dans l’espace, et comme ces autres jets, les jets du soleil sont instables. Il apparaît également que l’héliosphère, formée par le Soleil, est instable. Les chercheurs voulaient savoir pourquoi.

« Nous voyons ces avions être abattus en colonnes irrégulières, et [astrophysicists] Je me demande depuis des années pourquoi ces formes sont si instables », explique l’astrophysicien Merav Over de l’Université de Boston (BU), qui a dirigé la recherche.

L’équipe a effectué une modélisation informatique, en se concentrant sur les atomes d’hydrogène neutres – ceux qui ne portent pas de charge. Nous connaissons ces flux à travers l’univers, mais pas l’effet qu’ils pourraient avoir sur l’héliosphère. Lorsque les chercheurs ont retiré des atomes neutres de leur modèle, les jets solaires sont soudainement devenus stables. Puis ils les ont ramenés.

« Quand je le remets en place, les choses commencent à se plier et l’axe central commence à vibrer, ce qui signifie que quelque chose à l’intérieur de l’héliosphère est devenu très instable » Ophir dit.

Selon l’analyse de l’équipe, cela est dû à l’interaction de l’hydrogène neutre avec la matière ionisée dans l’héliosphère – la région la plus externe de l’héliosphère. Cela génère un Instabilité de Riley et Taylor, ou une instabilité qui se produit à l’interface entre deux fluides de densités différentes lorsque le fluide le plus léger pousse dans le fluide plus lourd. Ceci, à son tour, entraîne une perturbation généralisée des queues de l’héliosphère.

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C’est une explication claire et élégante de ce à quoi ressemble l’héliosphère, et qui pourrait avoir des implications pour notre compréhension de la façon dont les rayons cosmiques galactiques pénètrent dans le système solaire. À son tour, cela peut nous aider à mieux comprendre l’environnement de rayonnement du système solaire, en dehors du champ magnétique protecteur de la Terre et de l’atmosphère.

« L’univers n’est pas calme. Notre modèle BU n’essaie pas de trancher le chaos, ce qui m’a permis d’en déterminer la cause [of the heliosphere’s instability]…. particules d’hydrogène neutres Ophir dit.

« Cette découverte est vraiment une percée énorme, et elle nous met vraiment dans la direction de comprendre pourquoi notre modèle obtient son héliosphère distincte en forme de croissant et pourquoi d’autres modèles ne le font pas. »

La recherche a été publiée dans Journal d’Astrophysique.

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