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La structure tri-dimensionnelle du champ magnétique coronal : phénomènes éruptifs, énergie et hélicité magnétique Stéphane Régnier ESA Research and Scientific.

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1 La structure tri-dimensionnelle du champ magnétique coronal : phénomènes éruptifs, énergie et hélicité magnétique Stéphane Régnier ESA Research and Scientific Support Department PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris Stéphane Régnier 1/8

2 PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris Stéphane Régnier 2/8 Des observations du champ magnétique photosphérique aux configurations magnétiques dans la couronne ObservationsMéthodes Configurations magnétiques Géométrie Connectivité Topologie Énergie magnétique Hélicité magnétique Champ sans-force nonlinéaire Champ potentiel Champ sans- force linéaire Champ magnéto- hydrostatique Spectro- polarimétrie de raies photosphériques et/ou chromo- sphériques

3 PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris Stéphane Régnier 3/8 Géométrie Creux magnétiques : détermination de deux types de creux magnétiques, quadrupolaire et le long de tubes de flux torsadés. Torsion de tubes de flux torsadés : présence dans une même configuration magnétique de différents tubes de flux torsadés avec un nombre de tours différents et un cisaillement différent. Géométrie de base : longueur des lignes de champ, distance entre les pieds photosphériques, hauteur, angle par rapport à la ligne dinversion du champ magnétique (cisaillement). Paramètres typiques : module du champ magnétique au sommet de la ligne de champ, la densité de courant éléctrique et la valeur de au niveau photosphérique Lignes de champ magnétique : dans une même configuration il existe des lignes de champ magnétique plus ou moins torsadées, ou presque potentielles, … quactuellement seule la méthode de champ sans-force nonlinéaire permet de déterminer. Régnier & Amari 2004, A&A, 425, 345

4 PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris Stéphane Régnier 4/8 Topologie Configuration magnétique pré-existante Polarité parasite (émergence et déplacement) Séparatrice NE SW Régnier & Canfield 2005 soumis Détermination de la topologie des régions actives : points nuls, surface séparatrices, fan, spine, quasi- séparatrice, … AR 8210 : nombreux points nuls photosphériques, NN = négative, NP = positif ; trait blanc épais = spine ; lignes vertes = fan. La topologie est un élément majeur des phenomenes eruptifs.

5 PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris Stéphane Régnier 5/8 Connectivité Régnier 2005 Détermination de la connectivité des lignes de champ et des domaines de connectivité Méthodes de visualisation de la connectivité : détermination des pieds conjugués des lignes de champ, pourcentage du flux magnétique connectant chaque polarités. Figure : connectivité dans la région active Axes: pourcentage de flux magnétique négative (abscisse) et positive (ordonnée) Figure : domaines de connectivité

6 PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris Stéphane Régnier 6/8 Énergie magnétique Région active décroissante ; faible flux magnétique Topologie complexe ; flux important Éruption importante ; flux important Variation dénergie magnétique : le budget énergétique dépendant de la configuration magnétique, par conséquent les phénomènes éruptifs associés sont différents (cf.tableaux) Énergie magnétique libre : Différence entre lénergie magnétique du champ nonlinéaire et du champ potentiel ; estimation de lénergie magnétique pouvant être libérée pendant une éruption Evolution de lénergie magnétique : suivi du stockage et de la libération dénergie magnétique dans les régions actives Injection dénergie par les mouvements photosphériques transverses, se répercutant dans la couronne ; libération dénergie pendant ou après les éruptions Régnier & Amari 2004, A&A, 425, 345 Régnier & Canfield 2005 soumis

7 PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris Stéphane Régnier 7/8 Hélicité magnétique Régnier, Amari et Canfield (2005) : développement dune nouvelle technique destimation de lhélicité magnétique dans la couronne sans avoir à mesurer le champ de vitesse photosphérique ; possibilité destimer lhélicité propre (torsion et cisaillement des lignes de champ) et lhélicité mutuelle (entrelacement des lignes de champ magnétique) ainsi que de lhélicité propre de champ potentiel liée à la complexité de la topologie de la configuration magnétique. Évolution temporelle de lhélicité magnétique dans une région active produisant des éruptions de classe C. Régnier, Amari & Canfield 2005, A&A sous presse

8 PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris Stéphane Régnier 8/8 Perspectives Soleil calme : reconstruction du champ magnétique des régions de la couronne dite calmes comme les points brillants, canopie, spicules, etc. ; possible à laide des nouveaux spectro- polarimètre comme THEMIS, GREGOR, etc … au sol ou SDO/HMI et Solar-B/SOT. Figure : reconstruction du champ magnétique potentiel du Soleil calme à partir dun magnétogramme SOHO/MDI. Disque entier : reconstruction en coordonnées sphériques de la couronne solaire dans son entier suivant lhypothèse du champ sans-force nonlinéaire grace à des données SOLIS ou SDO/HMI. Figure : code TETRA développé par C. Boulde (travaux de thèse) correspondant à la reconstruction nonlinéaire du disque entier utilisant un maillage tétraédrique. Étude de linfluence des courants éléctriques sur les configurations magnétiques à différentes échelles spatiales dans la couronne solaire


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