INTERPLANÉTAIRE MILIEU

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Les premiers indices de l'existence du vent solaire

Le milieu interplanétaire est resté jusqu'au milieu des années 1950 un terme désignant l'espace entourant le système solaire. Du point de vue physique, cet espace semblait constituer une bonne réalisation du vide. Aucun frottement sur un fluide interplanétaire n'était décelable dans le mouvement des corps solides qui constituent le système solaire. La lumière zodiacale, observée dès le xviie siècle par Jean-Dominique Cassini, indiquait bien la présence d'une matière ténue diffusant la lumière solaire, mais cette matière semblait confinée dans un disque aplati dans le plan de l'écliptique et de dimensions faibles par rapport à celles des orbites planétaires ; on sait maintenant qu'il s'agit là de micropoussières dont la dynamique est presque totalement découplée de celle du vent solaire.

Les queues cométaires

Un autre témoignage d'un contenu matériel de l'espace interplanétaire vient de l'observation des queues de comètes. Isaac Newton imaginait que la friction des noyaux cométaires sur un « éther » interplanétaire arrachait les constituants les plus volatils qui formaient la queue cométaire. Mais les queues des comètes s'orientent systématiquement dans une direction radiale anti-solaire. Elles ne restent donc pas tangentes à la trajectoire des comètes, ce qui serait le cas si elles frottaient sur un « éther » immobile. Un travail d'analyse systématique de la queue des comètes a été conduit par Cuno Hoffmeister dans les années 1940 ; ces queues cométaires sont de deux sortes qui peuvent coexister pour une même comète : les unes sont constituées de micropoussières et de molécules neutres provenant du dégazage des comètes, les autres sont constituées de matière ionisée par le rayonnement solaire. Les premières ont une structure diffuse, leur orientation est moins proche de la direction anti-solaire que celle des secondes, qui présentent des structures fines (fig. 1). Les résultats d'Hoffmeister et plus tard ceux de Ludwig Biermann en 1951 établirent que les queues de comètes ionisées étaient repoussées dans la direction anti-solaire par un écoulement de plasma (actif électriquement) s'échappant continûment du Soleil à des vitesses proches de 1 000 kilomètres par seconde ; les queues de comètes neutres sont au contraire repoussées moins efficacement par la seule pression de radiation et sont insensibles au vent solaire (fig. 2).

Comète McNaught

Photographie : Comète McNaught

La comète McNaught observée depuis l'Observatoire européen austral du Cerro Paranal, au Chili, le 19 janvier 2007. La queue de poussière, striée, est constituée d'éléments neutres qui sont repoussés par la pression de radiation du Soleil. 

Crédits : European Southern Observatory

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Les relations Soleil-Terre

En 1859, le physicien Richard Christopher Carrington fut le premier à relier l'observation d'une éruption solaire intense et l'apparition, seize heures plus tard, d'une forte tempête géomagnétique accompagnée d'aurores polaires intenses. L'idée de relations éventuelles entre l'activité solaire et l'activité géomagnétique a été reçue avec prudence sinon avec méfiance par les milieux scientifiques : beaucoup y voyaient de simples coïncidences. Il fallut des séries d'observations solaires et géomagnétiques suffisamment longues et précises pour que les corrélations soient admises. Et, à la suite des travaux de Kristian Birkeland (1903), de Sydney Chapman et Vincenzo C. A. Ferraro (1930-1941) et de Julius Bartels (1949), il apparut clairement qu'une émission corpusculaire du Soleil parcourait l'espace interplanétaire et venait perturber l'environnement terrestre. Ces études ne permettaient pourtant pas de se prononcer sur l'aspect continu ou non de cette émission corpusculaire ni sur ce qui se passait hors du plan de l'écliptique.

L'étude du rayonnement cosmique fut également, dans la première moitié du xxe siècle, à l'origine d'interrogations sur l'émission corpusculaire du Soleil. Il apparut que le flux du rayonnement cosmique d'origine galactique était modulé dans le temps en relation avec les variations de l'activité solaire. De grands événements éruptifs sur le Soleil étaient suivis par ce qu'on appela la décroissance Forbush (d'après le nom du physicien Scott E. Forbush) du rayonnement cosmique. Là encore, on interpréta ce phénomène comme le signe de l'expansion dans le milieu interplanétaire de jets corpusculaires d'origine solaire barrant le passage au rayonnement cosmique d'origine galactique.

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Comète McNaught

Comète McNaught
Crédits : European Southern Observatory

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Le programme Luna

Le programme Luna
Crédits : Hulton Getty

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Vent solaire

Vent solaire
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Protubérance solaire

Protubérance solaire
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Pour citer l’article

Pierre COUTURIER, Jean-Louis STEINBERG, « INTERPLANÉTAIRE MILIEU », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 11 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/milieu-interplanetaire/