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La mission Voyager trouve un nouveau type de sursaut d’électrons au bord de notre système solaire

Les sondes Voyager ont quitté notre système solaire il y a des années, mais même lorsqu’elles voyagent à travers l’espace interstellaire, elles détectent toujours des éclats de rayons cosmiques de notre Soleil, à plus de 23 milliards de kilomètres (14 milliards de miles).

Une analyse détaillée des données récentes de Voyager 1 et Voyager 2 a maintenant révélé les premiers sursauts d’électrons de rayons cosmiques dans l’espace interstellaire.

Portées jusqu’aux franges de notre système solaire par les ondes de choc des éruptions solaires appelées éjections de masse coronale, ces particules énergisées semblent s’accélérer même au-delà des frontières des vents puissants de notre Soleil.

«L’idée que les ondes de choc accélèrent les particules n’est pas nouvelle», note l’astrophysicien Don Gurnett de l’Université de l’Iowa.

Il dit que des processus similaires ont été observés à l’intérieur des frontières de notre système solaire où le vent solaire est le plus puissant.

« [But] personne ne l’a vu avec une onde de choc interstellaire, dans un tout nouveau milieu vierge », ajoute-t-il.

La surface de notre Soleil émet en permanence du vent solaire – un flux de particules chargées sous forme de plasma, qui génère un champ magnétique d’accompagnement. Il est difficile de définir les limites de notre système solaire, mais la «bulle» créée par le vent solaire et le matériau qu’elle transporte s’appelle l’héliosphère.

Finalement, ce vent solaire, ayant parcouru chaque planète et objet de notre système solaire, se répand dans le milieu interstellaire. C’est ce qui définit en grande partie les limites de notre système solaire.

Au-delà du champ magnétique du Soleil, dans le froid de l’espace interstellaire où les conditions sont très différentes, on ne sait pas ce qui arrive au plasma solaire et aux rayons cosmiques qui parviennent à aller aussi loin lorsqu’ils sont transportés par une onde de choc.

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Les sondes Voyager nous donnent enfin l’opportunité d’en savoir plus. Les astronomes proposent maintenant un nouveau modèle pour ce qui arrive à ces ondes de choc dans l’espace interstellaire.

Tout commence, disent-ils, par une éruption massive à la surface du Soleil, qui envoie une onde de choc quasi-sphérique dans le système solaire.

Lorsqu’une onde d’énergie suivie par le plasma d’une éjection de masse coronale atteint l’espace interstellaire, l’onde de choc propulse des rayons cosmiques d’énergie plus élevée pour frapper le champ magnétique tangent généré par l’onde, et un autre choc les réfléchit et les accélère dans l’état d’énergie supérieur, comme détecté par Voyager.

Le plasma chauffe les électrons de faible énergie qui se propagent ensuite le long des champs magnétiques. Dans certains cas, les données des Voyagers suggèrent qu’il a fallu jusqu’à un mois pour que le plasma rattrape même l’onde de choc accélérée.

Cette région en amont est ce que les scientifiques appellent maintenant «  le choc des rayons cosmiques  », et l’équipe pense qu’elle se produit juste derrière la ligne de champ magnétique de l’espace interstellaire, comme indiqué ci-dessous.

«Nous avons identifié grâce aux instruments à rayons cosmiques, ce sont des électrons qui ont été réfléchis et accélérés par des chocs interstellaires se propageant vers l’extérieur à partir d’événements solaires énergétiques au Soleil», explique Gurnett.

« C’est un nouveau mécanisme. »

C’est une découverte passionnante qui s’intègre bien avec d’autres données récentes. Depuis la traversée de l’héliosphère, les sondes Voyager ont renvoyé des mesures qui suggèrent qu’il existe un champ magnétique plus fort au-delà de l’héliopause que nous ne le pensions – peut-être assez pour que les électrons à l’avant d’une onde de choc rebondissent et accélèrent davantage.

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« Nous interprétons ces sursauts d’électrons de haute énergie comme résultant de la réflexion (et de l’accélération) d’électrons relativistes des rayons cosmiques au moment du premier contact du choc avec la ligne de champ magnétique interstellaire traversant l’engin spatial », concluent les auteurs.

Comprendre la physique du rayonnement cosmique et des ondes de choc solaire nous aidera non seulement à mieux définir les limites de notre propre système solaire, mais aussi à mieux comprendre l’explosion des étoiles et la menace du rayonnement dans l’espace.

Après plus de quatre décennies de travail, la plus longue mission spatiale de la NASA nous apprend encore beaucoup.

L’étude a été publiée dans le Le journal astronomique.

Cet article a été initialement publié par ScienceAlerte. Lire l’article original ici.

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