Séminaires scientifiques

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• Jeudi 18 février 2010 à 11h00

  L’émergence de flux magnétique solaire et son influence sur le cycle de 22 ans

  Laurène Jouve (DAMTP Cambridge)

  Durant ce séminaire, je me propose de présenter l’étude numérique multidimensionnelle de différents aspects du magnétisme solaire, avec un intérêt particulier pour le lien entre son origine interne et ses manifestations en surface. Via des simulations MHD 3D en géométrie sphérique, nous cherchons à comprendre le mécanisme d’émergence de champs magnétiques toroïdaux de la base de la zone convective solaire jusqu’à la surface où ils forment des régions actives. Dans le cas de l’introduction d’un champ initialement faible, l’émergence de boucles Ω est favorisée. Pour ce cas particulier, les régions bipolaires apparaissant en haut de notre domaine de calcul tendent à posséder une orientation Est-Ouest, conformément à la loi de Joy. Les interactions avec les écoulements moyens seront analysées pour différentes intensités initiales de champ magnétique. Nous étudierons l’influence de l’émergence de flux magnétique sur le fonctionnement même de la dynamo solaire. En réintroduisant certains résultats de ces calculs 3D dans des modèles de dynamo champ moyen de type Babcock-Leighton, on remarque notamment que le temps de montée des tubes, dépendant fortement de l’intensité du champ à la base de la zone convective, introduit une modulation de l’amplitude du cycle. Cette activité solaire modulée ainsi que le diagramme papillon résultant sont ainsi plus compatibles avec les observations que le modèle standard de Babcock-Leighton. Nous présenterons également les premiers calculs d’interaction entre tubes de flux torsadés au sein de la zone convective, avec un intérêt particulier pour les régions actives résultantes. Enfin, qu’en est-il de l’influence de l’activité magnétique solaire sur notre environnement terrestre ? Je présenterai un premier effort d’application en physique solaire de techniques d’assimilation de données sophistiquées utilisées en météorologie potentiellement prometteuses pour la prédiction du cycle d’activité solaire.
  
  

• Mardi 16 février 2010 à 11h00 (Salle de conférence du bât. 17)

  Aspects énergétiques des oscillations de type solaire ; du Soleil aux étoiles

  Kévin Belkacem (Université de Liège, Belgique)

  Les oscillations de type solaire sont observées depuis près de quarante ans dans la Soleil et depuis plus d’une dizaine d’années dans quelques étoiles proches. L’avènement de l’astérosismologie spatiale, avec CoRoT mais aussi Kepler, permet depuis peu d’observer une myriade d’étoiles pulsant sur de tels modes. Ces oscillations sont maintenant détectées aussi bien dans les étoiles de séquence principale, les géantes rouges, mais également depuis peu dans une étoile massive. Les couches supérieures des régions convectives sont le lieu de mouvements turbulents vigoureux. Ces mouvements turbulents génèrent des fluctuations de pressions dont une faible partie va, par un processus stochastique, exciter les modes propres de la cavité stellaire. L’amplitude de ces modes stochastiquement excités résulte d’un équilibre entre excitation et amortissement. La modélisation de ces deux mécanismes nous renseigne alors sur les propriétés dynamiques de la convection turbulente dans les étoiles. Je présenterai les fondements théoriques de l’excitation et l’amortissement des modes de type solaire, ainsi que des comparaisons aux observations héliosismiques. J’évoquerai ensuite comment il est possible de faire de l’astérosismologie à l’aide des amplitudes, et non plus seulement des fréquences, et je montrerai comment les derniers résultats de la mission CoRoT permettent et permettront de contraindre les processus dynamiques dans les étoiles.
  
  

• Lundi 15 février 2010 à 11h00 (Salle de conférence du bât. 17)

  Structure, Composition and Habitability of super-Earths

  Diana Valencia (Observatoire de la Cote d'Azur)

  Within the research field of exoplanets there is a new type of planets : super-Earths. These are planets voided of a massive atmosphere and thus resemble the Terrestrial Planets and Icy Satellites in the Solar System. The first generation of data comprises masses and radius and last year the first two transiting super-Earths were reported : CoRoT-7b and GJ1214b. I will discuss the composition of these two planets based on the data and internal structure models. While they are similar in mass, CoRoT-7b is small and thus may be terrestrial, while GJ1214b is larger and has a volatile-rich atmosphere. Despite a robust mass-radius relation for super-Earths, there is an intrinsic degeneracy in composition. I will present the limitations on what can be inferred from mass-radius measurements and future steps to disentangle valid compositions. In addition, a subset of the terrestrial super-Earths might have evolved to be habitable. I will present results on the thermal state and interior dynamics of these planets. Preliminary results show that a suitable mass range for planets to exhibit habitable conditions is 1-5 M_Earth.
  
  

• Jeudi 12 novembre 2009 à 11h00 (Salle de conférence du bât. 17)

  Une nouvelle population dans le milieu interplanétaire : des nanoparticules accélérées par le vent solaire

  Nicole Meyer-Vernet (LESIA, Observatoire de Paris, CNRS, UPMC, U. Paris-Diderot)

  Des mesures récentes impliquent la présence dans le milieu interplanétaire de nanoparticules de vitesse plusieurs centaines de kilomètres par seconde. Pour ces particules, intermédiaires entre les ions moléculaires et les poussières, le rapport entre la charge électrique et la masse est suffisamment grand pour que leur dynamique soit dominée par la force de Lorentz associée au champ magnétique transporté par le vent solaire. J’indiquerai le principe de leur détection in situ avec des instruments "ondes" dans l’espace, qui réalise une extension des mesures de plasma par spectroscopie du bruit thermique dans différents milieux du système solaire, et des mesures de micro-poussières dans les anneaux planétaires. Je montrerai des mesures récentes faites par les instruments Stereo/WAVES et Cassini/RPWS et leur interprétation. Finalement, je discuterai l’origine de ces particules et la physique de leur interaction avec le vent solaire, ainsi que quelques perspectives impliquées par cette découverte.
  
  

• Mardi 13 octobre 2009 à 11h00 (Salle de conférence du bât. 17)

  Dynamical evolution of interplanetary flux ropes

  A. M. Gulisano (Instituto de Astronomia y Fisica del Espacio, Buenos Aires, Argentina)

  Magnetic Clouds (MCs) are a subset of Interplanetary Coronal Mass Ejections (ICMEs) that present to an heliospheric observer distinctive characteristics : enhanced magnetic field intensity with respect to the surrounding Solar Wind (SW), low proton temperature, and a coherent rotation of the magnetic field during about one day. During their travel from the Sun, these structures evolve and interact with the SW. These structures can be geoeffective and are believed to trigger the most important geomagnetic storms.

  To characterize MCs near Earth, it is useful to compute invariants such as the magnetic helicity and magnetic fluxes, which are also useful to link them with their solar source regions. In this work we present results addressing to test the robustness of these invariants under different cylindrical models for their magnetic structure.

  These invariants depend strongly on the correct determination of the MC axis orientation. Thus, to improve their estimations, we perform a simultaneous fit with several models, and we also use the minimum variance technique (that does not assume any physical model).

  Finally, we present an analysis of the dynamical evolution of MCs in the inner heliosphere (from 0.3 to 1 AU). We introduce and study a dimensionless expansion coefficient, zeta, from an heuristic point of view. This expansion parameter is in agreement with previous theoretical approaches. For MCs perturbed by the surrounding SW, we found different local behavior for zeta from the expected global expansion

  
  

• Vendredi 25 septembre 2009 à 14h00 (Salle de conférence du bât. 16)

  Un flirt avec la limite de la diffraction

  Frantz Martinache (CEAO Postoc Research Fellow at Subaru Telescope)

  De la surface des objets du système solaire au centre galactique, l’optique adaptative a révolutionné notre façon d’utiliser les télescopes en permettant l’obtention d’images a la limite de la diffraction. Malgré ces spectaculaires progrès, il est encore difficile de faire du haut contraste a des séparations angulaires proches de 1 lambda/D.

  Deux stratégies pour atteindre cet objectif seront présentées. Une approche "agressive", consistant a augmenter la densité d’éléments et la vitesse de correction du front d’onde, ce qu’on appelle l’optique adaptative extrême, dont un exemple est le système SCExAO qui verra sa première lumière au Subaru Télescope au printemps prochain. Une seconde approche "passive", consiste a mieux choisir son information en utilisant des masques interférométriques placés en plan pupille. Quelques résultats de ce mode d’observation utilise a Palomar et Keck seront présentés. Une synergie entre ces deux techniques est-elle possible ?