20.6 : La matière interstellaire autour du Soleil

Objectifs d'apprentissage

À la fin de cette section, vous serez en mesure de :

• Décrire comment la matière interstellaire est organisée autour de notre système solaire
• Expliquez pourquoi les scientifiques pensent que le soleil se trouve dans une bulle chaude

Nous voulons conclure notre discussion sur la matière interstellaire en nous demandant comment cette matière est organisée dans notre voisinage immédiat. Comme nous l'avons vu plus haut, les observatoires à rayons X en orbite ont montré que la Galaxie est pleine de bulles de gaz chaud émettant des rayons X. Ils ont également révélé un fond diffus de rayons X qui semble remplir tout le ciel de notre point de vue (Figure\(\PageIndex{1}\)). Si une partie de ces émissions provient de l'interaction du vent solaire avec le milieu interstellaire, la majeure partie provient de l'extérieur du système solaire. L'explication naturelle de la présence de gaz émettant des rayons X tout autour de nous est que le Soleil se trouve lui-même à l'intérieur de l'une des bulles. Nous appelons donc notre « quartier » la Local Hot Bubble, ou Local Bubble en abrégé. La bulle locale est beaucoup moins dense (environ 0,01 atome par cm ³ en moyenne) que la densité interstellaire moyenne d'environ 1 atome par cm ³. Ce gaz local a une température d'environ un million de degrés, tout comme le gaz contenu dans les autres superbulles qui se répandent dans notre Galaxie, mais comme il y a si peu de matière chaude, cette température élevée n'affecte en rien les étoiles ou les planètes de la région.

Qu'est-ce qui a provoqué la formation de la bulle locale ? Les scientifiques n'en sont pas tout à fait sûrs, mais les principaux candidats sont les vents d'étoiles et les explosions de supernovas. Dans une région voisine, en direction des constellations du Scorpion et du Centaure, de nombreuses étoiles se sont formées il y a environ 15 millions d'années. Les plus massives de ces étoiles ont évolué très rapidement jusqu'à produire des vents violents, et certaines ont mis fin à leur vie en explosant. Ces processus ont rempli la région autour du Soleil de gaz chaud, chassant ainsi des gaz plus froids et plus denses. Le bord de cette superbulle en expansion a atteint le Soleil il y a environ 7,6 millions d'années et se trouve aujourd'hui à plus de 200 années-lumière du Soleil, dans la direction générale des constellations d'Orion, de Persée et d'Auriga.

Figure\(\PageIndex{1}\) le ciel en radiographies. Cette image, réalisée par le satellite ROSAT, montre l'ensemble du ciel en rayons X vu de la Terre. Différentes couleurs indiquent différentes énergies des rayons X : le rouge est de 0,25 kiloélectronvolts, le vert de 0,75 kiloélectronvolts et le bleu de 1,5 kiloélectronvolts. L'image est orientée de telle sorte que le plan de la Galaxie traverse le milieu de l'image. La couleur rouge omniprésente, qui ne disparaît pas complètement même dans le plan galactique, est la preuve de l'existence d'une source de rayons X tout autour du Soleil.

Quelques nuages de matière interstellaire existent dans la bulle locale. Le Soleil lui-même semble avoir pénétré dans un nuage il y a environ 10 000 ans. Ce nuage est chaud (avec une température d'environ 7 000 K) et a une densité de 0,3 atome d'hydrogène par cm ³, soit plus élevée que la majeure partie de la bulle locale mais toujours si ténu qu'il est également appelé Local Fluff (Figure\(\PageIndex{2}\)). (Ces noms astronomiques ne sont-ils pas amusants parfois ?)

Bien qu'il s'agisse d'un nuage assez fin, nous estimons qu'il apporte 50 à 100 fois plus de particules que le vent solaire à la matière diffuse entre les planètes de notre système solaire. Ces particules interstellaires ont été détectées et leur nombre a été compté par les vaisseaux spatiaux qui se déplacent entre les planètes. Peut-être qu'un jour, les scientifiques trouveront un moyen de les collecter sans les détruire et de les ramener sur Terre, afin que nous puissions toucher, ou du moins étudier dans nos laboratoires, ces messagers provenant d'étoiles lointaines.

Figure\(\PageIndex{2}\) Local Fluff. Le Soleil et les planètes se déplacent actuellement dans le nuage interstellaire local, également appelé fluff local. Le fluff est une description appropriée car la densité de ce nuage n'est que d'environ 0,3 atome par cm ³. En comparaison, l'atmosphère de la Terre à la limite de l'espace contient environ 1,2 × 10 ¹³ molécules par cm3. Cette image montre les plaques de matière interstellaire (principalement de l'hydrogène gazeux) situées à environ 20 années-lumière du Soleil. La température du nuage interstellaire local est d'environ 7 000 K. Les flèches pointent vers les directions dans lesquelles se déplacent les différentes parties du nuage. Les noms associés à chaque flèche indiquent les constellations situées dans le ciel vers lesquelles se dirigent les parties du nuage. On pense que le système solaire est entré dans le nuage interstellaire local, qui est un petit nuage situé dans une superbulle beaucoup plus grande qui s'étend vers l'extérieur depuis la région du ciel Scorpion-Centaure, il y a entre 44 000 et 150 000 ans et qui devrait y rester encore 10 ans, De 000 à 20 000 ans.

Concepts clés et résumé

Le Soleil est situé au bord d'un nuage de faible densité appelé Local Fluff. Le Soleil et ce nuage sont situés dans la bulle locale, une région s'étendant jusqu'à au moins 300 années-lumière du Soleil, dans laquelle la densité de matière interstellaire est extrêmement faible. Les astronomes pensent que cette bulle a été soufflée par des étoiles voisines qui ont subi un vent fort et des explosions de supernovas.

Lexique

Bulle locale

(ou Local Hot Bubble) une région de gaz à faible densité d'un million de degrés dans laquelle se trouvent actuellement le soleil et le système solaire

Peluches locales

un nuage légèrement plus dense à l'intérieur de la bulle locale, à l'intérieur de laquelle se trouve également le soleil