Pôle de Physique Solaire

Illustration des activités de recherche scientifique du pôle

Champs magnétiques solaires : résultats marquants

Voici quelques exemples de résultats marquants (et non exhaustifs) résultant de l'exploitation de THEMIS sur la période 1998-2001 par les chercheurs du laboratoire :

1. En spectro polarimétrie multi raie à fente fine (MTR) :

   • les premières cartes des champs magnétiques longitudinaux des régions actives ont été obtenues sur plusieurs raies simultanées en 1998, permettant une exploration en altitude avec une résolution de 0,4 arc sec/pixel soit 0,8 arc sec sur le Soleil et une précision polarimétrique nominale (10^-3) conforme au cahier des charges de l'instrument. Dans les années à venir, la résolution spatiale sera améliorée par l'optique adaptative ;
   • les premières cartes d'inclinaison du champ sur la ligne de visée et d'azimut ont été obtenues à partir de 1999 par plusieurs méthodes ; nous avons démarré l'élaboration de techniques d'inversion rapide des profils de Stokes U, Q, V pour remonter aux 3 composantes du vecteur champ magnétique ;
   • des programmes de mesure des polarisations faibles, par accumulation de spectres, ont commencé et permis des mesures de taux de polarisation atteignant 10^-5, montrant l'excellence de THEMIS, avec comme application principale la détermination des champs magnétiques dans les protubérances par effet Hanle. Des observations coordonnées avec le Gregory Coudé Telescope allemand dans l'IR proche (GCT) ont été menées ;
   • la polarisation par impact lors du bombardement de la chromosphère par des faisceaux de particules lors des éruptions constitue un sujet en cours avec le polarimètre monochromatique PARIS de Meudon et que nous avons abordé avec THEMIS en spectro polarimétrie.



2. En spectro imagerie polarimétrique (DPSM) :

   • les oscillations dans la pénombre des taches ainsi que les umbral flashes ont été quantifiés par effet Doppler en CaII IR. Il faut compléter ce travail par une étude des oscillations du champ magnétique à deux niveaux atmosphériques (travail entrepris en 2002) ;
   • la structure des filaments, grâce à des observations coordonnées THEMIS/VTT/SOHO a été précisée dans des domaines de température variant de 10⁴ K à 10⁶ K (au cours de deux campagnes MEDOC par an). Des techniques d'inversion pour les raies du CaII, des modèles de "nuages" pour , le calcul de l'absorption du continu de Lyman dans les raies coronales sont venus à l'appui de ces observations ;
   • la stratification des champs magnétiques en altitude, mesurée le long du profil des raies, a été confrontée à des modèles d'extrapolation développés au laboratoire, contraignant les modèles d'ouverture des tubes de flux vers la couronne. Une technique d'inversion des raies D du sodium a été construite à cette fin ;
   • la magnéto-dynamique du réseau photosphérique (granulation) a été abordée mais souffre actuellement de l'insuffisance de la résolution spatiale du télescope, et reste donc l'apanage du Pic du Midi ;
   • l'étude des éruptions en haute résolution temporelle (imagerie et spectro imagerie) est un programme qui démarre en vue d'observations coordonnées avec RHESSI.

   Nous avons pu mesurer pour la première fois en l'an 2000 le champ magnétique longitudinal au-dessus des taches en NaD1 en utilisant une méthode polarimétrique originale (grille) inventée au laboratoire. Le mode DPSM, moins précis que le MTR en résolution spectrale, est en contrepartie axé sur la haute résolution angulaire et temporelle.

Tous ces programmes avec THEMIS, dont le dénominateur commun est la polarimétrie et l'obtention de profils de Stokes I, Q, U, V avec une précision variable selon l'objectif recherché (de 3·10^-3 à 10^-4 ou même 10^-5), seront approfondis sur la période 2002-2005 en profitant des améliorations focales du télescope. D'autres recherches seront également entreprises (second spectre solaire, polarisation des raies moléculaires, champ magnétique 3D des filaments, physique des tubes de flux concentrés lorsque la résolution spatiale nominale de 0,17 arc sec du télescope sera atteinte, mesure des courants électriques dans les régions actives en relation avec les instabilités).

D'autres programmes sans polarimétrie, menés en particulier entre le VTT, le Pic du Midi, SOHO et YOHKOH, ont été axés sur les mécanismes de déclenchement des instabilités en utilisant les mouvements du plasma le long des lignes de champ comme traceur du champ magnétique : "sigmoïdes" ou boucles coronales en S matérialisant le cisaillement des champs, définition des mécanismes de démarrage des éruptions et CME à partir de l'émergence et de l'injection de champs cisaillés, permettant en parallèle d'établir de nouveaux indices pour la prévision de l'occurrence des instabilités et de leurs effets dans le cadre de la météorologie de l'espace.

Dernière mise à jour le 28 novembre 2002.