Le Magnétisme interne du Soleil - CEA Saclay

Le Magnétisme interne du Soleil
Comment le mesurer et pourquoi ?
Sylvaine TURCK-CHIEZE,
SAp/DAPNIA/CEA

A l’époque où COROT peignait « impression Soleil levant »
Les scientifiques n’en savaient guère plus que les artistes…

Une grande controverse
entre l’âge de la terre
quelques milliards d’années
et l’âge du Soleil
Lord Kelvin
quelques millions d’années !

Historique
1920 - 1930
Eddington: comprendre une étoile
Bethe: Comprendre le moteur de la
longévité: les réactions nucléaires
4p + 2 e- -> 4He + 2 ! e + 27 MeV
1968 - 2007
Observables de l’intérieur du
Soleil: neutrinos, modes
acoustiques
Qu’est ce qui nous relie aux étoiles
le cycle de la matière de l’hydrogène au fer !

La sismologie solaire
et stellaire au CEA
un puissant
diagnostic des
plasmas stellaires
Test des propriétés micro et macroscopiques des
plasmas stellaires
T de quelques 10 3 K à quelques 10 8 K
" de 10 -7 g/cm 3 à quelques 10 8 g/cm 3
SoHO 1990-1995-2009
Pour le Soleil
COROT 2006-2009
Pour les étoiles et
les planètes

Le Soleil est une étoile magnétique
L’origine de ce magnétisme est interne

Découverte des taches
solaires par Galilée en1612

Le cycle Magnétique 23 vu par SoHO
(EIT, LASCO & MDI)
Source: Soho
Source: NASA

Le Diagramme papillon et les trous
coronaux (HAO/SMM & EIT )
Source: Soho
La compréhension de ces processus de surface provient de la
simulation numérique et des observations sismiques: profil vitesse
du son, densité et rotation internes

Le
satellite
SOHO
Europe +
USA
1995-2009

Les différentes échelles de la
Convection
Flares,
Trous coronaux,
CMEs
Cellules géantes?
200+ Mm
10-20 days
Supergranulation:
30-50 Mm
20 hours
Mesogranulation?:
7-10 Mm
2 hours
Granulation:
1-2 Mm
5 mins
intergranules,
points brillants

L’instrument GOLF
• SoHO lancé le 2/12/1995
• satellite de l’agence spatiale
européenne ESA
• en orbite autour du point L 1
(1.5x10 6 km de la Terre)
• détection des vitesses par la
mesure du décalage Doppler
• instrument à disque intégré

La sismologie des étoiles
Résultat du satellite SoHO
Pour comprendre le champ
magnétique interne il faut
d’abord déterminer le profil de
rotation interne. Celui ci est
complexe, on y accède grâce aux
modes acoustiques et aussi aux
modes de gravité pour la rotation
dans le cœur nucléaire

SoHO/GOLF aurait détecté la première
signature des modes de gravité
Science 15 June 2007
?
Profil de rotation interne

Le champ magnétique interne
T
a
c
h
c
i
n
e
Autres cycles plus
longs liés aux régions
profondes??
Cycle de 11 ans

Voici les phénomènes que nous cherchons à mettre en évidence
et qui ne sont pas encore inclus dans l’évolution stellaire
classique

La relation Soleil-Terre

Les phénomènes d’éjection
de masse coronale
perturbent l’environnement
terrestre et les sorties
extravéhiculaires, elles
doivent être mesurées et
suivient afin d’avertir et de
limiter leurs impacts

Météorologie spatiale
les paramètres du vent solaire
sont mesurés en permanence à bord de SoHO
SOLAR WIND
At 21:54 UT
Speed:
540 km/s
Density:
3.36 p/cm 3
site:http://sohowww.nascom.nasa.gov

Un cycle ou plusieurs cycles, comment les
comprendre et comment les prévoir

Aéronomie
Woods Rottman 2002
! Émission UV gouverne
! la structure thermique
de l’atmosphère
terrestre
! de sa dynamique,
! sa chimie
! Photodissociation,
photoionization
! Cf. Ozone

Proposition à l’ESA
Une mission de vol en formation
pour la période au delà de 2017
Avec 2 satellites et de nombreux instruments à bord
2 satellites
nombreux instruments
En attendant, démonstrateur technologique
et scientifique au sol pour mieux connaître la
dynamique de la région radiative: GOLFNG
en tests au CEA/DAPNIA