Chauffage Compressionnel de l'Environnement des Disques ...

50 Le chauffage par friction visqueuse
tel-00011431, version 1 - 20 Jan 2006
que nous utiliserons abondamment dans la suite. Io possédant probablement une atmosphère
suffisamment conductrice pour faire les mêmes hypothèses (Goldreich & Lynden-Bell 1969), le
même genre de raisonnement est ensuite appliqué à son mouvement dans la magnétosphère de
Jupiter. Des approches analytiques (Neubauer 1980, 1998) et numériques (Linker et al. 1988,
1991, 1998) permettent de faire de nouvelles prédictions sur les perturbations Alfvéniques
engendrées par le mouvement du satellite et qui se révèlent être en excellent accord avec les
observations (Acuna et al. 1981, Belcher et al. 1981, Barnett & Olbert 1986). Les perturbations
de type Alfvénique ne sont bien sûr pas les seules à pouvoir être excitées (Chu &
Gross 1966, Wolf-Gladrow et al. 1987, Linker et al. 1988). Tant que les limites de la MHD
sont respectées, il peut exister trois couples de modes différents : deux modes d’Alfvén mais
aussi les couples de modes magnétosonores rapide et lent. Il a même été montré par des
bilans de masse, de moment et d’énergie que les perturbations Alfvéniques ne pouvaient
pas exister seules (Wright & Schwartz 1990). Du fait de leur complexité, les perturbations
non-Alfvéniques ont cependant été peu étudiées.
De manière générale, plutôt que d’aborder le problème globalement comme on a pu le
faire en deux dimensions, il est ainsi plus simple de s’intéresser aux propriétés des différents
modes qui existent en MHD et d’essayer de voir comment ils interagissent avec le conducteur.
Les trois types d’ondes sont a priori excités par le passage du conducteur et se propagent en
s’éloignant de ce dernier. Du fait des propriétés de propagation différentes des trois modes, ces
derniers se séparent spatialement à mesure qu’ils s’éloignent du conducteur donnant naissance
à trois composantes différentes dans le sillage (voir figure 3.5). Dans une approche linéaire,
B
Vc
RAPIDE
ALFVEN
LENTE
Fig. 3.5 – Sillage schématique d’un conducteur, avec ses trois composantes : deux ailes
d’Alfvén, deux ailes lentes et une perturbation rapide.
la somme de tous les modes forme la solution globale du problème. En particulier, elle doit
vérifier les conditions aux limites. On peut considérer le nuage comme conducteur et de
surface imperméable, ce qui autorise par exemple à imposer les composantes de la vitesse
et du champ magnétique normales à la surface, ainsi que les composantes tangentielles du
champ électrique. Ces quatre conditions ne sont pas indépendantes si on fixe par ailleurs des
conditions sortantes à l’infini ; on peut donc se contenter de 3 d’entre elles. Ces conditions
déterminent la structure exacte de ces différentes perturbations, ainsi que leur amplitude
relative.
Les trois sous-sections suivantes présentent les principales caractéristiques des trois types
de perturbation que peut a priori exciter un nuage conducteur en mouvement dans le plasma
à 8 keV du centre Galactique. Ces caractéristiques serviront ensuite à estimer la manière dont