Notre satellite baigne encore dans un nuage extrêmement ténu d’hydrogène provenant de notre planète et qui s’étend sur plus de 600.000 km selon de nouvelles estimations.

À quel moment peut-on dire que l’on est complètement sorti de l’atmosphère de la Terre? Il n’existe pas de réponse parfaitement claire à cette question. On estime souvent que l’espace «commence» au-delà de 100 km d’altitude. Mais c’est une frontière parfaitement arbitraire. Cela fait déjà bien longtemps qu’il n’y a plus assez d’oxygène pour respirer… D’un autre côté, il reste encore largement assez d’air pour freiner significativement un objet qui se déplace dans cette zone.

Jusqu’où l’enveloppe gazeuse la plus externe de notre planète, appelée exosphère, se prolonge-t-elle? Cela dépendra évidemment du seuil que l’on se fixe. En fouillant dans de vieilles données récoltées à la fin des années 1990 par l’instrument SWAN du satellite américano-européen SOHO, des chercheurs apportent les éléments de réponses les plus précis à ce jour (publiés dans Journal of Geophysical Research: Space Physics).

D’après leurs mesures et leurs modèles, on retrouve encore des traces significatives d’hydrogène neutre jusqu’à 630.000 km d’altitude au moins. C’est deux fois plus loin environ que la distance qui nous sépare de la Lune. Comme le vent solaire à tendance à souffler cette atmosphère, aussi appelée géocouronne, celle-ci est très asymétrique.

Mais qu’appelle-t-on une concentration significative? En l’occurrence, les chercheurs estiment que l’on retrouve un million d’atomes d’hydrogène par mètre cube à 600.000 km, et deux fois plus au niveau de la Lune. Cela peut paraître beaucoup, mais c’est en réalité une enveloppe très très ténue. À 60.000 km, une altitude respectable où le frottement exercé sur un satellite ou un vaisseau spatial est depuis longtemps négligeable, on retrouve en effet des centaines de fois plus d’atomes dans un volume identique…

À titre de comparaison, pour fixer les idées, un cube d’un centimètre côté d’air au niveau du sol contient environ 25 milliards de milliards de molécules (la plupart composées d’au moins deux atomes). Et il faut un million de centimètres cubes pour faire un mètre cube. Cela donne une petite idée de la différence de densité dont nous parlons ici.

Ce nuage d’hydrogène est en permanence alimenté par la décomposition de la vapeur d’eau sur Terre.

«J’ai calculé qu’il devait disparaître chaque milliard d’années l’équivalent d’une couche d’un mètre d’eau à la surface du globe pour fournir l’hydrogène qui forme cette exosphère», explique Jean-Loup Bertaux, directeur de recherche émérite au LATMOS, à Paris, le laboratoire qui a développé le petit télescope UV à l’origine de ces estimations.

Pourquoi a-t-il fallu attendre plus de 20 ans pour que les données de SOHO permettent de faire cette nouvelle estimation de l’étendue de la géocouronne?

«C’est un peu de ma faute», reconnaît avec humour le chercheur français. «J’avais ces données depuis longtemps, mais je faisais toujours autre chose. Nous n’avions pas vraiment de concurrence sur ce sujet et ce n’était pas du tout prioritaire.»

Depuis 2016, le chercheur à la retraite collabore avec la Russie pour exploiter ses archives avec des étudiants.

«C’est un jeune et brillant scientifique de l’Institut de recherche sur l’espace russe, Igor Balioukine, qui a effectué l’analyse et la modélisation pour aboutir à ce résultat amusant», poursuit l’astronome.

Il est en effet assez étonnant de réaliser aujourd’hui que les astronautes de la mission Apollo 17 qui ont réalisé la première image de cette géocouronne en 1972 à l’aide d’un petit télescope UV baignaient encore dans de l’hydrogène provenant de la Terre.

(Source : Le Figaro)