Une image par rayons X révèle la 'respiration' de notre système solaire

Des astronomes ont récemment fait une découverte marquante : ils ont réussi, pour la première fois, à détecter ce qu'ils appellent la 'respiration' du système solaire. Cette trouvaille s'est manifestée sous la forme d'émissions de rayons X générées lorsque le vent solaire, chargé électriquement, entre en collision avec l'atmosphère terrestre et la bulle qui entoure notre système solaire, connue sous le nom d'héliosphère.

Le phénomène du 'charge exchange'

Ce phénomène, appelé 'échange de charge du vent solaire', a été observé par le télescope spatial eROSITA. Grâce à cette avancée, une équipe de scientifiques a pu établir une carte du ciel en rayons X dits 'doux'. Cette lueur aux rayons X est émise lorsque des ions lourds du vent solaire, tels que le carbone et l'oxygène, capturent un électron d'atomes neutres présents dans notre atmosphère externe ou dans l'héliosphère.

Une nouvelle perspective sur les mesures astronomiques

Auparavant, l'échange de charge du vent solaire était considéré comme une interférence ou un bruit de fond perturbant les tentatives des astronomes de mesurer la densité et la température du plasma dans des galaxies lointaines et des amas de galaxies. En produisant la carte la plus claire à ce jour des rayons X doux, cette équipe a non seulement validé ce phénomène, mais a également ouvert un nouveau champ d'étude fascinant.

Le télescope eROSITA : un outil de pointe

Lancé par l'agence spatiale russe Roscosmos le 13 juillet 2019, eROSITA se trouve actuellement à un point gravitationnel stable entre la Terre et le soleil, connu sous le nom de Point de Lagrange 2. Ce point, souvent désigné par L2, est situé à 1,5 million de kilomètres de la Terre. De cette position, le télescope spatial a pu collecter les données nécessaires pour établir cette carte des rayons X doux en scannant le ciel à quatre reprises entre 2019 et 2021.

Une découverte inattendue

« Nous étions intéressés par l'étude des émissions X de la Voie lactée, en particulier dans le milieu circumgalactique, qui devrait s'étendre en une grande sphère de plasma autour de notre galaxie », a déclaré Gabriele Ponti, membre de l'équipe et astronome à l'Observatoire astronomique de Brera. « En analysant les données d'eROSITA, nous avons constaté des variations significatives et inattendues dans cette radiation diffuse. »

Il a poursuivi : « Nous avons réalisé que ces variations ne pouvaient provenir de structures galactiques lointaines, qui sont constantes, mais doivent être liées à un phénomène beaucoup plus proche de nous : l'échange de charge du vent solaire. »

Isoler les composants de la radiation locale

Un autre membre de l'équipe, Konrad Denneri, chercheur à l'Institut Max Planck, a souligné que l'équipe a réussi à isoler le composant de radiation local. Il a ajouté : « De cette manière, nous avons non seulement reconstruit une image non altérée des émissions de l'espace profond, mais nous avons également obtenu des informations précieuses sur le vent solaire émis dans toutes les directions, ainsi que sur ses variations au cours d'une période de deux ans. »

Les fluctuations du cycle solaire

La recherche suggère que le vent solaire émis par notre système solaire suit les fluctuations du cycle solaire, s’affaiblissant durant les périodes de faible activité et s’intensifiant lors des périodes d’activité solaire accrue. « Avec ce travail, ce qui était auparavant un obstacle devient un puissant outil de diagnostic pour l'héliophysique, nous permettant d'étudier les composants du vent solaire et son interaction avec le milieu interstellaire », a déclaré Ponti.

Implications pour la science

« Comprendre comment la dynamique de l'héliosphère modifie l'apparence du ciel en rayons X est fondamental pour interpréter correctement la phase chaude de la Voie lactée. » Les résultats de l'équipe ont été publiés le 16 avril dans la revue Science.

Conclusion

Cette découverte ouvre la voie à de nouvelles recherches sur le vent solaire et son impact sur notre compréhension de l'univers. Les observations faites par eROSITA pourraient bien transformer notre vision du cosmos, en révélant des interactions auparavant invisibles.