Il y a 35 ans, le 5 septembre 1977, la sonde Voyager 1 s’élançait vers les planètes du Système solaire. Aujourd’hui, à presque 18 milliards de kilomètres de la Terre, ses instruments donnent des signes indiquant qu’elle n’est probablement plus très loin de franchir l’héliopause et de rejoindre le milieu interstellaire.

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    Une vue d'artiste d'une des sondes Voyager. Elles ont été lancées il y a 35 ans en 1977. © Nasa/JPL-Caltech

    Une vue d'artiste d'une des sondes Voyager. Elles ont été lancées il y a 35 ans en 1977. © Nasa/JPL-Caltech

    Les sondes Voyager ont commencé leur grand tour du Système solaire il y 35 ans. Lorsque Voyager 2Voyager 2 est partie la première en direction de JupiterJupiter le 20 août 1977, PlutonPluton était encore la neuvième planète du Système solaire et il n'était pas prévu qu'elle soit visitée. C'est désormais la tâche dévolue à la mission New Horizons. Parmi les membres des missions Voyager se trouvaient bien sûr André Brahic mais aussi Carl Sagan qui, avec Frank DrakeDrake, fut à l'origine du célèbre message d'AreciboArecibo gravé sur des plaques fixées aux sondes Pioneer 10 et 11, et enfin du non moins célèbre Golden Record.

    Malheureusement, Sagan n'est plus parmi nous pour assister à la dernière péripétie de la sonde Voyager 1 qui après avoir visité Jupiter et SaturneSaturne est partie en direction des frontières du Système solaire, laissant à Voyager 2 l'exploration des mondes d'UranusUranus et de NeptuneNeptune.


    Voyager 1 parvient aux limites de l'influence du Soleil, donc à sa frontière. « En fait il y a trois frontières » nous explique Francis Rocard. © Cnes, Dailymotion

    Voyager 1 est actuellement la sonde restée en communication avec la Terre qui s'approche le plus de l'ultime frontière de l'héliosphère. Rappelons qu'il s'agit d'une sorte de bulle que le ventvent de particules produit par le Soleil crée au sein du milieu interstellaire. Sa limite extérieure, l'héliopause, se forme là où la pression du vent solaire équilibre juste celle du milieu interstellaire, constitué des vents stellaires provenant des astresastres proches, du souffle des explosions de supernovaesupernovae et de nuagesnuages d'hydrogènehydrogène, d'héliumhélium et de poussières.

    Des rayons cosmiques galactiques à la frontière de l'héliosphère

    À l'intérieur de l'héliosphèrehéliosphère se trouve une limite appelée choc terminal (termination shock en anglais) où le flux de particules de vent solaire, qui se comporte comme un fluide, subit, à cause du milieu interstellaire, une transition brutale des vitessesvitesses supersoniques à des valeurs subsoniques. Cette limite-là a été franchie par les deux sondes Voyager depuis un certain temps. La couche entre le choc terminal et l'héliopause a quant à elle reçu le nom d'héliogaine (heliosheath en anglais). 

    La distance au Soleil de l'héliogaine est d'environ 80 à 100 unités astronomiquesunités astronomiques (UA) à son point le plus proche. L'héliogaine a une forme de chevelure de comètecomète, dans la direction opposée au mouvementmouvement du Soleil dans la GalaxieGalaxie. Son épaisseur est estimée entre 10 et 100 UA.

    Une vue d'artiste de l'héliosphère, qui, par son champ magnétique, dévie ou ralentit les rayons cosmiques. L'héliopause, limite d'influence du Soleil, est déformée par le flux de matière interstellaire au niveau de l'onde de choc (Bow Shock). En fait, ce flux est dû au mouvement du Soleil (ici de la droite vers la gauche), qui rencontre la matière environnante, à la manière d'un motard qui perçoit le vent relatif dû à sa propre vitesse. La bulle bleue délimite le choc terminal (Termination Shock), zone où les particules du vent solaire sont ralenties par la matière interstellaire et passent d'un régime supersonique à une vitesse subsonique. Au-delà s'étend l'héliogaine (Heliosheath). © Nasa/JPL-Caltech

    Une vue d'artiste de l'héliosphère, qui, par son champ magnétique, dévie ou ralentit les rayons cosmiques. L'héliopause, limite d'influence du Soleil, est déformée par le flux de matière interstellaire au niveau de l'onde de choc (Bow Shock). En fait, ce flux est dû au mouvement du Soleil (ici de la droite vers la gauche), qui rencontre la matière environnante, à la manière d'un motard qui perçoit le vent relatif dû à sa propre vitesse. La bulle bleue délimite le choc terminal (Termination Shock), zone où les particules du vent solaire sont ralenties par la matière interstellaire et passent d'un régime supersonique à une vitesse subsonique. Au-delà s'étend l'héliogaine (Heliosheath). © Nasa/JPL-Caltech  

    Depuis quelque temps, les instruments à bord de Voyager 1 mesurent des baisses du flux de rayons cosmiques à basses énergieénergie en provenance du Soleil et des augmentations du flux des particules à hautes énergies provenant des rayons cosmiquesrayons cosmiques voyageant dans la Voie lactéeVoie lactée. Il s'agit de deux des trois indications signalant que la sonde est sur le point de franchir l'héliopause pour rejoindre le milieu interstellaire. Cela pourrait survenir dans quelques mois ou quelques années.

    Un troisième signe serait la mise en évidence de changements dans la direction du champ magnétiquechamp magnétique. Les astrophysiciensastrophysiciens sont d'ailleurs occupés à analyser les données fournies par Voyager 1 à ce sujet. Prises ensemble, ces trois signatures vont donc peut-être bientôt démontrer qu'un objet construit par l'Homme a bel et bien rejoint l'espace interstellaire.