Crédit d'image: NASA / JPL
Le vaisseau spatial lié à Saturne de la NASA, Cassini, a effectué la première observation d'ions de captage interstellaire au-delà de l'orbite de Jupiter. Ces ions ont été vus près de la Terre, mais jamais au-delà de l'orbite de Jupiter. En mesurant ces particules, les astronomes auront une meilleure compréhension du gaz et de la poussière de faible densité qui existent entre les étoiles.
Plus d'un an avant l'arrivée de l'engin spatial Cassini à Saturne, le spectromètre à plasma Cassini (CAPS) a effectué les premières observations in situ d'ions de captage interstellaire au-delà de l'orbite de Jupiter. Il s'agit de la première découverte majeure utilisant des données collectées par CAPS, destiné à atteindre Saturne en juillet 2004.
Les ions de captage sont des particules neutres du système solaire qui s'ionisent près du Soleil et rejoignent le vent solaire, le flux supersonique de particules chargées s'écoulant du Soleil. En observant ces ions capteurs, les chercheurs peuvent mieux comprendre le milieu interstellaire, le gaz et la poussière de faible densité qui remplissent l'espace entre les étoiles.
Les astronomes ont observé des ions de captage interstellaires dès 1985 à une distance de 1 unité astronomique (AU, la distance de la Terre au Soleil), mais jamais auparavant ils n'ont vu d'ions de captage au-delà de 5 AU - l'orbite de Jupiter. L'équipe CAPS a téléchargé un logiciel qui a permis à l'instrument de collecter et de transmettre des détections des ions de ramassage relativement rares qu'il rencontre lors de son voyage vers Saturne.
Au cours de la période d'observation d'octobre 2001 à février 2003 à des distances de 6,4 à 8,2 UA, l'instrument a prélevé 2 627 échantillons. Les analyses ont révélé qu'il y a une forte déplétion des ions de captage d'hydrogène par rapport aux ions de captage d'hélium dans la région derrière le Soleil. L'équipe a déterminé que cette déplétion nouvellement observée, ou «ombre d'hydrogène interstellaire», est produite par la pression de rayonnement et l'ionisation des neutres. La plupart des atomes d'hydrogène ne peuvent pas pénétrer dans la région d'ombre en aval car ils doivent passer près du Soleil où ils ont une forte probabilité d'être ionisés et balayés par le vent solaire.
«Ce sont des particules très difficiles à mesurer car il y en a si peu», explique le Dr David J. McComas, directeur exécutif principal de la Division des sciences et de l'ingénierie spatiales de SwRI. "Les modèles précédents ont inclus quelque chose comme cette ombre d'hydrogène interstellaire, mais ce sont les premières mesures directes de celui-ci."
Le scientifique de l'Institut, le Dr David T. Young, est l'investigateur principal de l'instrument CAPS, le plus grand et le plus complexe instrument à plasma spatial utilisé à ce jour, qui détectera et analysera le plasma (électrons et ions) présent dans tout le système solaire. La mission globale du vaisseau spatial Cassini est d'imaginer le système Saturne aux longueurs d'onde infrarouges, ultraviolettes et visibles et d'échantillonner directement l'environnement de la poussière, des particules neutres et chargées. Cassini porte également la sonde Huygens, construite par l'Agence spatiale européenne, pour étudier la lune de Saturne, Titan.
«Il s'agit certainement de la première des nombreuses découvertes à venir du vaisseau spatial Cassini, et du spectromètre à plasma Cassini en particulier», dit McComas. «Avoir pu apporter une contribution aussi importante au phénomène héliosphérique sur le chemin de Saturne a été un grand plaisir.»
Le SwRI dirige également une étude de faisabilité pour le programme proposé Interstellar Boundary Explorer (IBEX), l'un des cinq candidats en lice pour remplir deux créneaux de mission de la NASA. S'il est sélectionné, le programme lancera une paire de caméras à atomes neutres énergétiques pour imager directement l'interaction entre le système solaire et le milieu interstellaire - la région que les neutres interstellaires doivent traverser pour entrer dans l'héliosphère.
Le document «The Interstellar Hydrogen Shadow: Observations of Interstellar Pickup Ions Beyond Jupiter», est présenté le 9 décembre lors de la réunion de l'American Geophysical Union (AGU) à San Francisco et est sous presse dans le Journal of Geophysical Research.
Source originale: Communiqué de presse SWRI
