Tracer pour la première fois la frontière entre notre système solaire et l’espace interstellaire

Schéma de notre héliosphère. Pour la première fois, des scientifiques ont cartographié l’héliosphère, la frontière entre l’héliosphère (marron) et l’espace interstellaire (bleu foncé). Crédit : NASA/IBEX/Planétarium Adler

À l’aide des données du satellite IBEX de la NASA, les scientifiques ont créé la toute première carte 3D de la frontière entre notre système solaire et l’espace interstellaire.

Pour la première fois, les limites de l’héliosphère ont été tracées, permettant aux scientifiques de mieux comprendre comment le vent solaire et le vent interstellaire interagissent.

Dan Reisenfeld, scientifique au Laboratoire national de Los Alamos et auteur principal de l’article, qui a été publié dans Journal d’Astrophysique ةلة 10 juin 2021. “Mais c’est la première fois que nous pouvons réellement le mesurer et le cartographier en 3D.”

L’héliosphère est une bulle créée par le vent solaire, un flux composé principalement de protons, d’électrons et de particules alpha qui s’étend du soleil dans l’espace interstellaire et protège la Terre des rayonnements interstellaires nocifs.

Reisenfeld et une équipe d’autres scientifiques ont utilisé les données du satellite Interstellar Boundary Explorer (IBEX) de la NASA, qui détecte les particules provenant de l’héliosphère, la couche limite entre le système solaire et l’espace interstellaire. L’équipe a pu cartographier le bord de cette région – une région appelée l’héliopause. Ici, le vent solaire, se précipitant vers l’espace interstellaire, entre en collision avec le vent interstellaire poussant vers le soleil.

Carte des limites de l'héliosphère en 3D

La première carte 3D de la frontière entre notre système solaire et l’espace interstellaire – une région connue sous le nom d’héliosphère. Crédit : Laboratoire national de Los Alamos

Pour effectuer cette mesure, ils ont utilisé une technique similaire à la façon dont les chauves-souris utilisent le sonar. “Tout comme les chauves-souris envoient des impulsions sonar dans toutes les directions et utilisent le signal de retour pour créer une carte mentale de leur environnement, nous avons utilisé le vent solaire du soleil, qui sort dans toutes les directions, pour créer une carte de l’héliosphère”, a déclaré Risenfeld. . .

Ils l’ont fait en utilisant la mesure du satellite IBEX des atomes neutres énergétiques (ENA) qui résultent des collisions entre les particules du vent solaire et celles des vents interstellaires. L’intensité de ce signal dépend de l’intensité du vent solaire frappant l’héliosphère. Lorsque la vague frappe la gaine, le nombre d’ENA augmente et IBEX peut le détecter.

“Le signal du vent solaire envoyé par le Soleil varie en force et forme un motif unique”, a expliqué Riesenfeld. “IBEX verra le même schéma dans le retour du signal ENA, deux à six ans plus tard, en fonction de l’énergie de l’ENA et de la direction dans laquelle IBEX regarde à travers l’héliosphère. Cette différence de temps est la façon dont nous avons trouvé la distance jusqu’à la région source de l’ENA dans une direction particulière.

Ils ont ensuite appliqué cette méthode pour construire une carte 3D, en utilisant des données collectées sur un cycle solaire entier, de 2009 à 2019.

“En faisant cela, nous pouvons voir les limites de l’héliosphère de la même manière qu’une chauve-souris utilise un sonar” pour voir “les parois des grottes”, a-t-il ajouté.

La raison pour laquelle il faut tant de temps pour que le signal revienne à IBEX est à cause des grandes distances impliquées. Les distances dans le système solaire sont mesurées en unités astronomiques (UA) où 1 UA est la distance de la Terre au Soleil. La carte de Reisenfeld montre que la distance minimale du Soleil à l’héliosphère est d’environ 120 UA dans la direction face au vent interstellaire, et dans la direction opposée, couvrant au moins 350 UA, ce qui est la distance limite pour la technique de sondage. Pour référence, le diamètre de l’orbite de Neptune est d’environ 60 unités astronomiques.

Référence : « Carte 3D de l’héliosphère d’IBEX » par Daniel B. Reisenfeld, Maciej Bezovsky et Herbert O. , Justyna M. Sokół, Alex Zimorino et Eric J. Zirnstein, 10 juin 2021, Journal d’Astrophysique ةلة.
DOI : 10.3847 / 1538-4365 / abf658

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