Espace interstellaire : qu’est-ce que c’est et où commence-t-il ?
Voyager 2 prouve que le système solaire est écrasé
Voyager 2 Observations du choc de terminaison du vent solaire et de l’héliogaineVoyager 2 traverse le choc terminal, où les vents solaires et interstellaires se sont rencontrés
Le vaisseau spatial Voyager 2 de la NASA a suivi son jumeau Voyager 1 dans la dernière frontière du système solaire, une vaste région à la périphérie de notre système solaire où le vent solaire se heurte au gaz mince entre les étoiles.
Cependant, Voyager 2 a pris un chemin différent, entrant dans cette région, appelée l’héliogaine, le 30 août 2007. Parce que Voyager 2 a traversé la limite de l’héliogaine, appelée le choc de terminaison du vent solaire, à environ 10 milliards de kilomètres de Voyager 1 et près d’un milliard à des kilomètres plus près du soleil, il a confirmé que notre système solaire est « écrasé » ou « bosselé » – que la bulle creusée dans l’espace interstellaire par le vent solaire n’est pas parfaitement ronde. Là où Voyager 2 a effectué sa traversée, la bulle est poussée plus près du soleil par le champ magnétique interstellaire local.
« Voyager 2 poursuit son voyage de découverte, traversant le choc de terminaison plusieurs fois alors qu’il entrait dans la couche la plus externe de la bulle héliosphérique géante entourant le Soleil et rejoignait Voyager 1 dans la dernière étape de la course vers l’espace interstellaire. » a déclaré le Dr Edward Stone, scientifique du projet Voyager, du California Institute of Technology, Pasadena, Californie.
Le vent solaire est un mince gaz de particules chargées électriquement (plasma) soufflé dans l’espace par le soleil. Le vent solaire souffle dans toutes les directions, creusant une bulle dans l’espace interstellaire qui s’étend au-delà de l’orbite de Pluton. Cette bulle s’appelle l’héliosphère, et Voyager 1 a été le premier vaisseau spatial à explorer sa couche externe, lorsqu’il a traversé l’héliogaine en décembre 2004. 
Le vaisseau spatial Voyager 2 de la NASA a suivi son jumeau Voyager 1 dans la dernière frontière du système solaire, une vaste région à la périphérie de notre système solaire où le vent solaire se heurte au gaz mince entre les étoiles.
Cependant, Voyager 2 a pris un chemin différent, entrant dans cette région, appelée l’héliogaine, le 30 août 2007. Parce que Voyager 2 a traversé la limite de l’héliogaine, appelée le choc de terminaison du vent solaire, à environ 10 milliards de kilomètres de Voyager 1 et près d’un milliard à des kilomètres plus près du soleil, il a confirmé que notre système solaire est « écrasé » ou « bosselé » – que la bulle creusée dans l’espace interstellaire par le vent solaire n’est pas parfaitement ronde. Là où Voyager 2 a effectué sa traversée, la bulle est poussée plus près du soleil par le champ magnétique interstellaire local.
« Voyager 2 poursuit son voyage de découverte, traversant le choc de terminaison plusieurs fois alors qu’il entrait dans la couche la plus externe de la bulle héliosphérique géante entourant le Soleil et rejoignait Voyager 1 dans la dernière étape de la course vers l’espace interstellaire. » a déclaré le Dr Edward Stone, scientifique du projet Voyager, du California Institute of Technology, Pasadena, Californie.
Le vent solaire est un mince gaz de particules chargées électriquement (plasma) soufflé dans l’espace par le soleil. Le vent solaire souffle dans toutes les directions, creusant une bulle dans l’espace interstellaire qui s’étend au-delà de l’orbite de Pluton. Cette bulle s’appelle l’héliosphère, et Voyager 1 a été le premier vaisseau spatial à explorer sa couche externe, lorsqu’il a traversé l’héliogaine en décembre 2004. Alors que Voyager 1 effectuait ce passage historique, il a rencontré l’onde de choc qui entoure notre système solaire appelée le choc de terminaison du vent solaire, où le vent solaire est brusquement ralenti par la pression du gaz et du champ magnétique dans l’espace interstellaire.
Même si Voyager 2 est le deuxième vaisseau spatial à traverser le choc, il est scientifiquement excitant pour plusieurs raisons. Le vaisseau spatial Voyager 2 dispose d’un instrument Plasma Science fonctionnel qui peut mesurer directement la vitesse, la densité et la température du vent solaire. Cet instrument ne fonctionne plus sur Voyager 1 et les estimations de la vitesse du vent solaire ont dû être faites indirectement. Deuxièmement, Voyager 1 n’a peut-être eu qu’une seule traversée de choc et cela s’est produit pendant un manque de données. Mais Voyager 2 a eu au moins cinq traversées de choc sur quelques jours (le choc « se balance » d’avant en arrière comme du surf sur une plage, permettant plusieurs traversées) et trois d’entre eux sont clairement dans les données. Ils nous montrent un choc inhabituel.
Dans une onde de choc normale, le matériau en mouvement rapide ralentit et forme une région plus dense et plus chaude lorsqu’il rencontre un obstacle. Cependant, Voyager 2 a trouvé une température beaucoup plus basse au-delà du choc que prévu. Cela indique probablement que l’énergie est transférée aux particules de rayons cosmiques qui ont été accélérées à des vitesses élevées lors du choc.
« Les nouvelles données importantes décrivant le choc de terminaison sont toujours en cours de réflexion, mais il est clair que Voyager nous a une fois de plus surpris », a déclaré le Dr Eric Christian, scientifique du programme Voyager au siège de la NASA, à Washington.
Les deux engins spatiaux Voyager seront la seule source d’observations locales de cette région lointaine mais très intéressante pour les années à venir. Mais à l’été 2008, la NASA lancera une mission spécialement conçue pour imager globalement le choc terminal et l’héliogaine à distance de l’orbite terrestre. L’Interstellar Boundary Explorer (IBEX), dirigé par le Dr David McComas du Southwest Research Institute de San Antonio, au Texas, utilisera des atomes neutres énergétiques (ENA) pour créer des cartes de tout le ciel à différentes énergies de l’interaction de l’héliosphère avec interstellar espace. Les ENA se forment lorsque des particules énergétiques chargées électriquement « volent » un électron à une autre particule. Une fois neutres, ils voyagent droit, non affectés par le champ magnétique solaire. IBEX détectera certaines des particules qui se dirigent vers la Terre,
Les résultats de la traversée de choc Voyager 2 de toute l’équipe scientifique de Voyager sont présentés à la réunion d’automne 2007 de l’American Geophysical Union à San Francisco. Les Voyagers ont été construits par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA à Pasadena, en Californie, qui continue d’exploiter les deux engins spatiaux.
Voyager 2 prouve que le système solaire est écrasé
San Francisco, Californie. – Le vaisseau spatial Voyager 2 de la NASA a suivi son jumeau Voyager 1 jusqu’à la dernière frontière du système solaire, une vaste région au bord de notre système solaire où le vent solaire se heurte au gaz mince entre les étoiles.
Cependant, Voyager 2 a pris un chemin différent, entrant dans cette région, appelée l’héliogaine, le 30 août 2007. Parce que Voyager 2 a traversé la limite de l’héliogaine, appelée le choc de terminaison du vent solaire, à environ 10 milliards de kilomètres de Voyager 1 et près d’un milliard à des kilomètres plus près du soleil, il a confirmé que notre système solaire est » écrasé » ou » bosselé » – que la bulle creusée dans l’espace interstellaire par le vent solaire n’est pas parfaitement ronde. Là où Voyager 2 a effectué sa traversée, la bulle est poussée plus près du soleil par le champ magnétique interstellaire local.
« Voyager 2 poursuit son voyage de découverte, traversant le choc de terminaison plusieurs fois alors qu’il entrait dans la couche la plus externe de la bulle héliosphérique géante entourant le Soleil et rejoignait Voyager 1 dans la dernière étape de la course vers l’espace interstellaire. » a déclaré le Dr Edward Stone, scientifique du projet Voyager, du California Institute of Technology, Pasadena, Californie.
Le vent solaire est un mince gaz de particules chargées électriquement (plasma) soufflé dans l’espace par le soleil. Le vent solaire souffle dans toutes les directions, creusant une bulle dans l’espace interstellaire qui s’étend au-delà de l’orbite de Pluton. Cette bulle s’appelle l’héliosphère, et Voyager 1 a été le premier vaisseau spatial à explorer sa couche externe, lorsqu’il a traversé l’héliogaine en décembre 2004. Alors que Voyager 1 effectuait ce passage historique, il a rencontré l’onde de choc qui entoure notre système solaire appelée le choc de terminaison du vent solaire, où le vent solaire est brusquement ralenti par la pression du gaz et du champ magnétique dans l’espace interstellaire.
Même si Voyager 2 est le deuxième vaisseau spatial à traverser le choc, il est scientifiquement excitant pour plusieurs raisons. Le vaisseau spatial Voyager 2 dispose d’un instrument Plasma Science fonctionnel qui peut mesurer directement la vitesse, la densité et la température du vent solaire. Cet instrument ne fonctionne plus sur Voyager 1 et les estimations de la vitesse du vent solaire ont dû être faites indirectement. Deuxièmement, Voyager 1 n’a peut-être eu qu’une seule traversée de choc et cela s’est produit pendant un manque de données. Mais Voyager 2 a eu au moins cinq passages de choc sur quelques jours (le choc « clapote » d’avant en arrière comme du surf sur une plage, permettant plusieurs passages) et trois d’entre eux sont clairement dans les données. Ils nous montrent un choc inhabituel.
Dans une onde de choc normale, le matériau en mouvement rapide ralentit et forme une région plus dense et plus chaude lorsqu’il rencontre un obstacle. Cependant, Voyager 2 a trouvé une température beaucoup plus basse au-delà du choc que prévu. Cela indique probablement que l’énergie est transférée aux particules de rayons cosmiques qui ont été accélérées à des vitesses élevées lors du choc.
« Les nouvelles données importantes décrivant le choc terminal sont toujours en cours de réflexion, mais il est clair que Voyager nous a une fois de plus surpris », a déclaré le Dr Eric Christian, scientifique du programme Voyager au siège de la NASA, à Washington.
Les deux engins spatiaux Voyager seront la seule source d’observations locales de cette région lointaine mais très intéressante pour les années à venir. Mais à l’été 2008, la NASA lancera une mission spécialement conçue pour imager globalement le choc terminal et l’héliogaine à distance de l’orbite terrestre. L’Interstellar Boundary Explorer (IBEX), dirigé par le Dr David McComas du Southwest Research Institute de San Antonio, au Texas, utilisera des atomes neutres énergétiques (ENA) pour créer des cartes de tout le ciel à différentes énergies de l’interaction de l’héliosphère avec interstellar espace. Les ENA se forment lorsque des particules énergétiques chargées électriquement « volent » un électron à une autre particule. Une fois neutres, ils voyagent droit, non affectés par le champ magnétique solaire. IBEX détectera certaines des particules qui se dirigent vers la Terre,
Les résultats de la traversée de choc Voyager 2 de toute l’équipe scientifique de Voyager sont présentés à la réunion d’automne 2007 de l’American Geophysical Union à San Francisco. Les Voyagers ont été construits par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA à Pasadena, en Californie, qui continue d’exploiter les deux engins spatiaux.
30 août 2007 : Voyager 2 quitte l’héliosphère
Ce jour-là, la sonde spatiale Voyager 2 est entrée dans la zone de l’espace lointain appelée «choc de terminaison du vent solaire». C’est une zone où le vent solaire (l’énorme bulle de particules chargées éjectées dans l’espace par le soleil) ralentit brusquement lorsqu’il frappe les gaz et les champs magnétiques de l’espace interstellaire.
La NASA a lancé Voyager 1 et Voyager 2 en 1997. Les lancements ont été conçus pour tirer parti d’une gamme rare de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune qui ne se produit que tous les 175 ans environ. Cet arrangement, combiné à une trajectoire de vol soigneusement choisie, permettrait aux Voyagers d’utiliser la gravité de chaque planète pour les «lancer» vers la suivante, leur permettant de faire le voyage sans un énorme système de propulsion.
Le seul problème, personne n’était sûr de pouvoir construire un vaisseau spatial qui pourrait durer assez longtemps pour accomplir la mission. La mission de Voyager 1 l’a donc appelé à explorer Jupiter et Saturne, puis à aller… là-bas, là-bas.
La trajectoire de vol de Voyager 2 a été conçue pour passer Jupiter et Saturne, avec des voyages vers Neptune et Uranus en option.
La NASA a exercé l’option. Voyager 2 a dépassé Uranus le 24 janvier 1986 et Neptune le 25 août 1989. Puis, comme Voyager 1, il était en route vers l’espace interstellaire. Les deux engins spatiaux ont continué à renvoyer des données vers la Terre.
Les deux vaisseaux spatiaux voyageaient dans des directions différentes. Tous deux se trouvaient encore dans la zone où le vent solaire dominait, une région que les scientifiques appellent l’héliosphère. Voyager 1 a commencé son départ de l’héliosphère lorsqu’il a frappé le choc de terminaison le 15 décembre 2004 (cette date est un peu « douce » car le détecteur de vent solaire de l’engin était tombé en panne, et l’heure a dû être déduite des lectures d’autres instruments. ) Après avoir traversé le choc terminal et traversé la couche limite appelée héliogaine, l’engin était maintenant hors de l’héliosphère et dans une région appelée l’héliopause, où les effets des particules interstellaires l’emportent sur ceux du vent solaire.
Puis ce fut au tour de Voyager 2. Il est entré dans le choc terminal le 30 août 2007. Son instrument Plasma Science fonctionnait et il a enregistré au moins cinq passages de choc en quelques jours. (la limite du choc de terminaison se déplace d’avant en arrière en fonction des énergies qui la frappent.) Elle est également entrée dans le choc de terminaison à près d’un milliard de kilomètres plus près du soleil que Voyager 1, ce qui indiquait qu’une partie de l’héliosphère était poussée vers l’intérieur par le champ magnétique interstellaire. champ. Ce fut l’une des premières confirmations que l’héliosphère n’est pas une simple bulle symétrique.
Voyager 1 a quitté l’héliopause le 25 août 2012 et Voyager 2 a quitté l’héliopause le 5 novembre 2018. Ils sont désormais considérés comme étant dans l’espace interstellaire, mais une partie du système solaire est toujours devant eux. C’est le nuage d’Oort, une coquille sphérique d’objets (petites planètes, comètes potentielles, etc.) bien au-delà des planètes les plus éloignées et, en fait, des limites de l’héliosphère. À quelle distance est-il ? Eh bien, on estime qu’il faudra environ 300 ans au vaisseau Voyager pour atteindre le nuage d’Oort et environ 30 000 ans pour le traverser.
Mais bien avant cela, le vaisseau spatial Voyager aura cessé de fonctionner. On estime qu’entre 2025 et 2036, ils utiliseront le dernier de leur pouvoir, et plus aucune donnée ne viendra d’eux.
Mais pour l’instant, ils sont toujours en contact avec la maison, nous envoyant toujours des données. Et qui sait? Peut-être qu’ils arriveront jusqu’en 2027. Ce serait vraiment un 50e anniversaire à célébrer.
Voyager 2 se ferme sur le choc de terminaison
Lorsque j’utilise le terme « mission interstellaire », les gens supposent que je parle d’une mission avec équipage dans un avenir lointain vers une étoile comme Alpha Centauri ou Epsilon Eridani. Mais les deux vaisseaux spatiaux Voyager sont en quelque sorte sur une mission interstellaire, ce qui signifie qu’ils finiront par quitter entièrement le système solaire et se dirigeront vers le véritable espace interstellaire. Parce que la puissance des Voyagers semble suffisamment solide pour continuer à envoyer des données pendant une autre décennie ou plus, nous devrions donc avoir un aperçu intéressant de la façon dont notre voisinage solaire diffère du milieu dans lequel Sol et toutes les autres étoiles du bras d’Orion nagent.
Le choc terminal est l’endroit où le vent solaire – des particules chargées s’écoulant du Soleil – ralentit en dessous de la vitesse du son. Ce devrait être un endroit délicat et changeant, il n’y a pas de frontière fixe là-bas à environ huit milliards de kilomètres de notre étoile. Au lieu de cela, le choc de terminaison devrait varier en fonction de l’activité solaire et d’autres facteurs sur lesquels nous pourrons en apprendre davantage en étudiant le plasma, le gaz et la poussière à l’extérieur. Ainsi, Voyager a la chance probable de traverser le choc plus d’une fois, comme le note Haruichi Washimi (UC Riverside) :
« Après avoir franchi cette frontière, Voyager 2 se trouvera dans l’héliosphère extérieure au-delà de laquelle se trouvent le milieu interstellaire et l’espace galactique. Nos simulations montrent également que le vaisseau spatial traversera à nouveau le choc de terminaison au milieu de 2008. Cela se produira en raison du mouvement de va-et-vient de la frontière du choc de terminaison. Cela signifie que Voyager 2 subira plusieurs croisements du choc de terminaison. Ces traversées prendront fin après que le vaisseau spatial se soit échappé dans l’espace galactique.
Les simulations de Washimi indiquent que Voyager traversera le choc de terminaison presque à tout moment maintenant, peut-être aussi tard qu’au début de l’année prochaine. Lui et son équipe font leurs prédictions sur la base des perturbations géomagnétiques causées par ce qui se passe sur le Soleil, leurs données s’appuyant sur ce que Voyager 2 a déjà transmis. Voyager 1 a passé le choc final en décembre 2004. Prochaine étape pour les deux engins : l’ héliopause , où le vent solaire s’arrête et où l’espace interstellaire commence vraiment.
Le travail de Washimi et de son équipe devrait paraître dans le numéro du 1er décembre de The Astrophysical Journal .
Voyager 2 Observations du choc de terminaison du vent solaire et de l’héliogaine
Le 30 août 2007, Voyager 2 a traversé le choc terminal à 83,7 UA dans l’hémisphère sud, ~ 7 UA plus près que l’emplacement du choc simultané dans l’hémisphère nord, modélisé à partir du passage de Voyager 1 à 94 UA en décembre 2004. Cela suggère que le champ magnétique interstellaire pousse vers l’intérieur dans l’hémisphère sud. Voyager 2 a traversé le choc au moins cinq fois, avec des données acquises pour trois des traversées qui ont montré un choc supercritique faible et très variable et des vitesses de vent en aval dépassant la vitesse thermique d’environ 30 km/s.La température correspondante du plasma de seulement ~ 105 K était bien inférieure aux 106 K prévue, ce qui indique que la majeure partie de l’énergie cinétique du vent solaire a été dissipée par le chauffage et l’accélération des ions de captage plutôt que par les ions du vent solaire. Près de la moitié de la dissipation d’énergie s’est produite lorsque le vent solaire a ralenti en amont du choc. Immédiatement en aval du choc, l’intensité de 5 MeV H était ~ 4 fois celle-ci s’est avérée simultanément par Voyager 1 renforcée dans l’héliogaine, montrant que les spectres des particules de choc de terminaison à différentes régions du choc peuvent varier également.À des énergies plus élevées, l’intensité des rayons cosmiques anormaux He à ~ 16 MeV / nuc était inférieure à celle manifestée simultanément par Voyager 1 dans l’héliogaine, fournissant une mesure directe du gradient dans l’héliogaine et indiquant que la source ACR est ailleurs sur le choc ou plus profondément dans l’héliogaine. Le gradient de 260 MeV/nuc de rayons cosmiques galactiques Il dans l’héliogaine est beaucoup plus petit que prévu, suggérant qu’il doit y avoir un gradient plus important au-delà de 105 UA ou que l’intensité interstellaire locale est plus faible que prévu. Ces aspects et d’autres des observations de Voyager près du choc et dans l’héliogaine seront passés en revue.
Espace interstellaire : qu’est-ce que c’est et où commence-t-il ?
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L’espace interstellaire est la zone entre les étoiles, mais il est loin d’être vide. Il contient de grandes quantités de neutrinos , de particules chargées, d’atomes, de molécules, de matière noire et de photons allant du rayonnement de la plus haute énergie à la lumière lente du fond diffus cosmologique (CMB), quoique plutôt dispersés.
Selon l’Observatoire national de radioastronomie (NRAO), la distance moyenne entre les étoiles de la galaxie de la Voie lactée est d’environ 5 années-lumière , bien qu’elles soient plus regroupées près du centre de la galaxie qu’à la périphérie où se trouvent le soleil et la Terre . situé.
Cela signifie qu’il y a beaucoup d’espace entre les étoiles . Nous appelons collectivement tout ce qui se trouve dans cet espace le « milieu interstellaire », ou ISM en abrégé.
La composition de l’ISM est décomposée par les scientifiques de l’ Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) de Caltech : l’ISM est principalement composé d’ atomes d’hydrogène (~90 %) et d’hélium (~8 %), qui sont les deux les atomes les plus courants de l’univers ayant été créés lors du Big Bang , mais il existe également d’autres éléments traces et molécules qui ne contribuent pas à plus de 2% de l’ISM. Ces éléments, plus lourds que l’hydrogène et l’hélium, ont tous pour origine la mort d’étoiles et ont été soufflés dans l’espace. Plus il y a de générations d’étoiles, plus l’ISM s’enrichit en éléments chimiques au fil du temps.
A quelle distance se trouve l’espace interstellaire ?
La limite de l’espace interstellaire est loin, mais peut-être pas aussi loin que vous ne le pensez. En fait, une partie de notre système solaire se trouve dans l’espace interstellaire.
Comment se peut-il? La définition de cette limite de l’espace interstellaire est la région où la bulle magnétique du soleil s’affaiblit et se termine. Cette bulle magnétique, connue sous le nom d’héliosphère, est remplie de plasma (gaz ionisé). L’héliosphère est soufflée par le vent solaire qui entraîne les lignes de champ magnétique du soleil.
Le plasma dans l’ISM exerce une pression vers l’intérieur sur le bord de l’héliosphère avec ses propres champs magnétiques et particules chargées, conduisant à une structure complexe et variable à la frontière. Le vent solaire commence à s’affaiblir entre 370 et 430 miles par heure (600 à 700 kilomètres par heure) lorsqu’il commence à se heurter à l’espace interstellaire et ralentit à environ 62 mph (100 km/h ). Le point auquel cela se produit est appelé le choc de terminaison. La région de l’héliosphère au-delà du choc de terminaison où le vent solaire continue de ralentir s’appelle l’héliogaine, puis la limite extérieure de l’héliosphère s’appelle l’héliopause. C’est à l’héliopause que le vent solaire s’arrête et cède la place à l’espace interstellaire, à environ 11 milliards de miles (18 milliards de km) du soleil.
Avons-nous voyagé dans l’espace interstellaire ?
Seuls deux engins spatiaux actifs ont traversé l’héliopause et sont entrés dans l’espace interstellaire. Il s’agit des missions Voyager 1 et 2 de la NASA. Lancés en 1977, ils ont visité les planètes extérieures avant de continuer plus profondément dans l’espace. En 2005, Ed Stone du JPL, qui était le scientifique du projet Voyager avant sa retraite en 2022, a annoncé que Voyager 1 avait traversé le choc de terminaison à une distance de 94 unités astronomiques (8,7 milliards de miles/14 milliards de km) du soleil.
La NASA a annoncé que Voyager 2 avait emboîté le pas en août 2007 à une distance d’environ 83 unités astronomiques (7,7 milliards de miles/12,4 milliards de km). Voyager 1 et Voyager 2 se dirigent dans des directions différentes, et le fait qu’ils aient traversé le choc terminal dans l’héliogaine à différentes distances du soleil suggère que l’héliosphère n’est pas symétrique autour du système solaire, mais qu’elle est écrasée. Cette forme est créée par l’équilibre entre la force du vent solaire vers l’extérieur et la pression de l’ISM sur l’héliosphère, en particulier dans la direction du mouvement du soleil dans l’espace.
Ensuite, la NASA a annoncé que le 25 août 2012, Voyager 1 traversait l’héliopause et devenait le premier vaisseau spatial à quitter l’influence du soleil et à entrer dans l’espace interstellaire. Il l’a fait à une distance de 121 unités astronomiques (11 milliards de miles/18 milliards de km) du soleil, qui se trouve dans le « disque dispersé » des comètes près du bord de notre système solaire. La NASA a également révélé que Voyager 2 a traversé l’héliopause et est entré dans l’espace interstellaire le 5 novembre 2018, à une distance de 121 unités astronomiques (11,3 milliards de miles/18,3 milliards de km).
De quoi est composé l’espace interstellaire ?
Il y a une structure à l’ISM, même autour du système solaire.
Le système solaire traverse actuellement ce que les astronomes appellent le nuage interstellaire local, qui est un nuage vaporeux d’hydrogène gazeux neutre d’environ 30 à 40 années-lumière de diamètre décrit plus en détail par Jonathan Slavin du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics . Il y a aussi d’autres nuages à proximité, et nous et tous ces nuages existons dans la « bulle locale », qui fait des centaines d’années-lumière de diamètre et est relativement dégagée de gaz et de poussière par d’anciennes explosions de supernovae d’il y a 14 millions d’années, selon la recherche dirigé par Catherine Zucker de Harvard. Les mesures de Voyager 2 du champ magnétique dans le nuage interstellaire local montrent qu’il est plus fort que prévu, mais toujours incroyablement faible – des millions de fois plus faible qu’un aimant de réfrigérateur— et qu’il subit des turbulences, ce qui fait que l’orientation du champ magnétique est inclinée de 30 degrés par rapport au plan de la galaxie.
Le champ magnétique de ces nuages interstellaires fait partie du champ magnétique galactique global ; chaque galaxie a son propre champ magnétique intrinsèque, dont les origines ne sont pas bien comprises.
Il est tentant de penser que le nuage interstellaire local est comme un brouillard, mais il est très diffus. Selon le professeur Barbara Ryden de l’Ohio State University , la densité de l’ISM peut descendre jusqu’à 0,1 atome par centimètre cube (bien que dans les plus grandes nébuleuses , la densité puisse atteindre 10 000 atomes par centimètre cube). Comparez cela à la densité de l’air sur Terre, qui est de 27 millions de milliards (10 ^ 19) de molécules par centimètre cube.
Presque tout le milieu dans l’espace interstellaire – environ 99% – est composé de gaz, avec seulement 1% sous forme de particules de poussière et de glace. Même si la composante poussière est mineure, elle peut avoir un effet dramatique que les astronomes appellent « rougissement », ou à son plus grave, « extinction de la poussière ».
Alors que la poussière est problématique pour les observations en lumière visible, la lumière infrarouge peut la traverser directement, c’est pourquoi les astronomes utilisent des télescopes comme le télescope spatial James Webb (JWST) pour regarder à l’intérieur des nébuleuses ou voir des galaxies lointaines.
A quelle température est l’espace interstellaire ?
Les températures dans l’ISM peuvent varier en fonction de l’environnement local.
Il y a du gaz chaud présent partout avec des températures de millions de degrés, mais parce que ce gaz est si rare, il ne semblerait pas si chaud si vous étiez à l’intérieur. L’hydrogène ionisé par la lumière ultraviolette des étoiles chaudes proches rayonne à des températures de plusieurs dizaines de milliers de degrés. À l’autre bout de l’échelle, les amas d’hydrogène moléculaire peuvent à peine dépasser 10 degrés au-dessus du zéro absolu .
Il y a plus d’une façon d’étudier l’espace interstellaire, mais les observations terrestres sont difficiles à réaliser.
Le champ magnétique de l’héliosphère aide à protéger notre système solaire du rayonnement interstellaire qui se dirige vers nous sous la forme de particules chargées appelées « rayons cosmiques galactiques ». Cependant, comme la force du vent solaire, et donc la forme et la force de l’héliosphère, croît et décroît avec le cycle d’activité de 11 ans du soleil, ce rayonnement cosmique galactique peut parfois s’infiltrer dans le système solaire.
Heureusement, la Terre est défendue à la fois par son propre champ magnétique et son atmosphère, qui dévient et bloque la grande majorité de ce rayonnement interstellaire entrant. Cependant, cette défense planétaire efficace rend impossible l’observation constante du rayonnement cosmique galactique depuis la Terre.
En plus d’envoyer des engins spatiaux comme les Voyagers dans l’espace interstellaire, les scientifiques peuvent observer ce qui se passe à l’héliopause en utilisant des engins spatiaux un peu plus près de chez eux. C’est exactement ce que fait la mission IBEX ( Interstellar Boundary Explorer) en orbite terrestre de la NASA.
IBEX détecte les soi-disant «atomes neutres énergétiques» (ENA), que le site Web IBEX du Southwest Research Institute décrit comme se formant là où les particules chargées du vent solaire rencontrent des atomes neutres ou stables de l’espace interstellaire près de l’héliopause. Assez d’ENA refluent vers le système solaire interne qu’IBEX est capable de détecter jusqu’à plusieurs dizaines par heure, permettant aux astronomes d’étudier l’interaction entre l’héliosphère et l’espace interstellaire en fonction de l’endroit où le flux d’ENA est le plus fort et le plus faible, ce qui correspond à l’activité à l’héliopause.
Une découverte majeure a été celle d’un mystérieux ruban de particules qui traverse le ciel, dans lequel les émissions d’ENA sont deux à trois fois plus élevées qu’ailleurs. Le scientifique d’IBEX, David McComas de l’Université de Princeton, a décrit le ruban dans une déclaration de la NASA comme étant « totalement inattendu et non anticipé par aucune théorie avant que nous n’ayons effectué la mission ». Le ruban reste inexpliqué.
Voyage interstellaire
Voyager assez vite pour atteindre les étoiles les plus proches en quelques décennies nécessiterait une grande quantité de carburant. La fusion nucléaire est un moyen de générer suffisamment d’énergie . Cependant, la quantité de carburant nécessaire à la fusion augmenterait considérablement la masse de lancement d’un vaisseau spatial interstellaire, ce qui signifie qu’il faudrait encore plus de carburant pour atteindre une vitesse de 12 % de la vitesse de la lumière, comme proposé par le projet de la British Interplanetary Society . Étude Dédale .
Il existe un moyen pour un vaisseau spatial de récupérer son carburant pendant son voyage. L’hydrogène ionisé qui remplit l’ISM est un combustible parfait pour la fusion thermonucléaire. Un vaisseau spatial pourrait, en principe, générer un immense champ magnétique en forme de cône qui s’étend devant le vaisseau spatial, ramassant l’hydrogène ionisé, le comprimant et le canalisant vers l’embouchure du cône magnétique dans le réacteur de fusion du vaisseau spatial. Un tel moteur s’appelle un statoréacteur interstellaire, et est un concept qui a été inventé par le physicien de la fusion Robert Bussard en 1960 et qui est décrit plus en détail par l’ Institute for Interstellar Studies 
.Ce n’est pas aussi simple qu’il y paraît, cependant. Le cône magnétique doit être énorme : dans une région à plus haute densité de l’ISM, il a besoin d’une zone de 3 860 miles carrés (10 000 kilomètres carrés) émergeant d’une ouverture de 62 miles (100 km de large), tandis que dans une région à plus faible densité , il aurait besoin d’un cône magnétique de 3,8 millions de miles carrés (10 millions de kilomètres carrés) de superficie dépassant d’une ouverture de 186 miles (300 km de diamètre). Le vaisseau spatial devrait également voyager assez vite en premier lieu pour pouvoir ramasser rapidement suffisamment d’hydrogène diffus pour générer un taux suffisant de réactions de fusion; cependant, les calculs montrent que si un vaisseau spatial pouvait d’abord accélérer à 2% de la vitesse de la lumière, il commencerait à rassembler suffisamment d’hydrogène pour atteindre 50% de sa poussée potentielle, et à partir de ce moment, le statoréacteur pourrait prendre le relais.
https://www.abc27.com/digital-originals/august-30-2007-voyager-2-leaves-the-heliosphere/
https://www.nasa.gov/mission_pages/voyager/voyager-20071210.html
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2008AGUSMSH24A..01S/abstract
https://www.space.com/interstellar-space-definition-explanation