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& Journée Pierre Bourge 22 Juin 2014. Georges Saccomani.

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1 & Journée Pierre Bourge 22 Juin 2014

2 Georges Saccomani

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6 notre savoir faire : Explosion thermonucléaire Tsar Bomba 57 Mégatonnes en 1961 URSS

7 Le photon prend de à ans pour parvenir à la surface Solaire! En changeant de nature : de γ à visible Le « cœur » du Soleil

8 La Rotation du Soleil Hé oui il tourne et il passe cycliquement du repos à une pleine activité magnétique Tous les 11 ans C’est une Méga dynamo électromagnétique

9 Au dessus du cœur une immense sphère de gaz Principalement H et He Dont la température superficielle voisine 6000 K Et dont le diamètre vaut 1,5 Millions de km Son Volume peut englober 2 millions de Terres ! La distance à la Terre est une référence : 1 UA = 150 Millions de km

10 COMMENÇONS PAR UNE OBSERVATION TERRESTRE

11 Lunette WO apo 80 APN Nikon D 100

12 Le Soleil joue à cache-cache Tunisie 3 oct 2005 éclipse annulaire

13 Le Soleil joue à cache-cache Éclipse totale La couronne Turquie 29 mars 2006

14 Lunette 100 mm Kometenshucker Facteur d’échelle x 1,8 Dm = 0,559 UA mercure

15 Le Soleil et Venus en transit le 8 juin 2004 Télescope Meade 253 mm FD10 Rapport Venus/Sol x 3,5 Hinode Prochain passage 11 nov. 2117

16 Domaine Hα Lunette WO apo 60 mm Filtre Coronado 60 mm λ = 0,6563 µm Δλ = 0,7 Ä Cette image nous montre des phénomènes éruptifs (protubérances) dont la taille se compte en dizaines de milliers de km

17 Le Soleil En Visible Par SDO À 4500 Ä 5/08/2012 Photosphère et structures Tache Facules Supergranulation

18 Le Soleil Photosphère en Haute résolution Granulations Durée de vie 8 mn Filaments Tache Solaire (bilan radiatif = 12) Vue par le télescope Suédois SST muni d’un héliostat Le must des Observatoires au sol (Canaries) T = 5700 K 3700 K 4700 K 5000 km TERRE

19 La photosphère nous montre un aspect quasi uniforme. Seules des taches solaires d’apparition cyclique perturbent ce calme apparent Quelles informations tirer dans le domaine visible? Pas mal de choses : Analyse Spectrale >>> Composition du soleil Photosphère/chromosphère Analyse en polarisation >>> Mise en évidence des domaines magnétiques Analyse Doppler >>> Distribution en vitesse radiale de la surface solaire Sismologie>>>Structure interne DOPPLERDOPPLER MAGNETOGRAMMEMAGNETOGRAMME

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22 Étendue 17 décades Ou 56 Octaves

23 Dans l’étendue du spectre exploitable la vision humaine occupe une place plus que modeste Sources Radio Poussières froides Molécules / Sys stellaires FNC ASTRONOMIEASTRONOMIE Pulsars/Supernovae Quasars Trous noirs GRB Domaine sol Domaine espace T k GÉNÉRALEGÉNÉRALE

24 Pour exploiter l’ensemble du spectre sans interruption l’astronomie spatiale est seule dans la course Transmission atmosphérique en visible et infrarouge VISIBLEVISIBLE Ir 3 FLIR TBB = 20 °c

25 PASSONS EN REVUE

26 Georges Saccomani GammaXUV HUBBLE WISE Hessi SDO (géosync) Stereo A Stereo B Hinode (Japon) SOHO (L1) Iris Visible

27 Le Soleil en multispectral vu de l’espace par le Solar Dynamic Observatory SDO Lancé le 11 fév en orbite géostationnaire cet observatoire Spatial permet l’étude continue du visible à l’extrême Ultraviolet. Ses senseurs couvrent la gamme visible et UV en 10 sections

28 Le soleil en Multi spectral UV Chromosphère Couronne !!! Un Océan en furie Orchestré par le champ magnétique Flashs Vagues monstrueuses de plasma CME Rayonnements Radio, IR, UV, X, γ SOHOcomposite171_195_284Ä

29 Le Soleil Photosphère en monochromatique Visible à 4500 Ä Un calme Trompeur !

30 Le Soleil Photosphère en Monochromatique UV À 1700 Ä

31 Le Soleil Photosphère en Monochromatique UV À 1600 Ä

32 Le Soleil Cromosphère et basse couronne SDO Monochromatique UV À 335 Ä La couronne se montre On ne plaisante plus !

33 Le Soleil Chromosphère et basse couronne en multi canaux

34 Le Soleil Chromosphère en bande X 1 à 70 Ä ou 0.1 à 7 nm ou 0,1 à 13 keV

35 Le Soleil Chromosphère Et basse couronne en Multispectral 335_201_ 193 Ä

36 La Rotation du Soleil Hé oui il tourne ! Mais comme c’est une « boule » de gaz sa rotation n’est pas homogène

37 Cette activité entraîne aussi une partie de la matière solaire sous forme de plasma composé de 73 % d'hydrogène et 25 % d'hélium. Ce plasma de matière suit les lignes de champs magnétiques et accélère sa course en se rapprochant de l'extérieur du soleil. Ces vagues forment des spicules qui sont des tubes solides d’un diamètre de seulement 500 km, remplis de gaz chaud se déplaçant à 22 km/s Parfois une éruption « Flare » d’une extrême violence couplée à une Éjection de matière Coronale EMC ou CME) éjecte une grande quantité de matière dans l’espace. Voyons ces phénomènes en dynamique Latitude (°)Durée de rotation (Jours) 0 (équateur) La rotation du noyau solaire, plus rapide à l'équateur qu'aux pôles crée des lignes de champ qui « s'entortillent » et qui forment des boucles sur la couche extérieure.

38 La Rotation du Soleil C’est une formidable dynamo entremêlant courants de plasma et lignes de champ magnétique aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur du soleil et il passe cycliquement du repos à une pleine activité magnétique Tous les 11 ans

39 Le Soleil une formidable dynamo Soumise à un cycle de 11 ans qui voit s’inverser la polarisation magnétique globale. Le gaz hydrogène/hélium porté à haute température est un plasma Le plasma est un milieu conducteur (électrons libres) Le courant induit le champ magnétique La variation de Champ crée un Courant électrique Il s’ensuit un formidable ballet Champ magnétique / Plasma

40 Le Soleil vu de l’espace par SDO Le Best of de SDO 2 ème année SDO_Year 2.wmv Gravité 28g Vlib 618 km/s

41 La Couronne Solaire COURONNE PLEINE DE MYSTÉRE

42 LE PLASMA Le plasma solaire est une « soupe » de particules ionisées et d’électrons Le plasma constitue la totalité de la matière solaire. Crée par les hautes températures ce plasma est dit chaud par opposition au plasma des nébuleuses gazeuses dont le plasma de faible pression est excité par le rayonnement UV des jeunes étoiles. Les plasmas sont extrêmement répandus dans l’UNIVERS puisqu'ils représentent plus de 99 % de la matière connue. Toutefois, ils sont pratiquement exclus (hors laboratoires, éclairs des orages, éclairage, fusion thermonucléaire..) de notre environnement terrestre étant données leurs conditions d'apparition très éloignées des conditions nécessaires à la vie terrestre. Les propriétés électromagnétiques du plasma sont notamment plus complexes que celles des milieux non ionisés leur étude est l’objet,entre autres, de la magnétohydrodynamique. Les évolutions spectaculaires du plasma dans le complexe champ magnétique solaire découlent directement des propriétés de couplage Plasma/champ

43 La couronne Solaire Le mystère Comment un corps à 5700K peut en chauffer un autre à 2,5 MK ?? SOHO Composite Blue 171Ä_Fe8 1MK Yell 195Ä_Fe11 1,5MK Red 284Ä_Fe18 2,5MK SOHO malgré sa technologie vieillissante reste très utile ! SOHOcomposite171_195_284Ä 2,5 MK 1 MK 1,5 MK

44 La couronne Solaire Chromosphère basse couronne En UV Composite par SDO Résolution 4096x4096 pixels 500 Km/pixel Spicules chromosphériques SDO full disk.jpg

45 Le Soleil Profil de température depuis la photosphère (LESIA)

46 La Mystérieuse couronne Solaire Pour Contribuer à résoudre les mystères de la couronne l’observatoire Spatial IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph) est lancé 27 Juin 2013 par la NASA et activé en Juillet. L’image d’une résolution meilleure de SDO montre des régions d’émission du Silicium Si IV à 64000K + continuum UV à 9000K.

47 La couronne Solaire L’image Fournie par IRIS est d’une résolution meilleure que SDO et apte à analyser la région de transition. Télescope de 20cm

48 La couronne Solaire Phénomènes participant au chauffage de la couronne 1.Les photons visibles et UV (insuffisant) 2.Les ondes radio (insuffisant) 3.Les ondes sonores (insuffisant) 4.Les CME (transitoire et insuffisant) 5.Courant électrique (insuffisant) 6.La reconnexion magnétique provocant des petites éruptions réparties sur l’ensemble du globe solaire constituant un processus quasi continu. OUI, Très probable

49 Le Soleil et les CME De quoi parlons nous ? D’une masse se chiffrant en Milliards de tonnes Éjectée pour partie dans l’espace à plus de 200 km/s Accompagnée de : photons d’une très large étendue spectrale Protons électrons relativistes L’énergie mise en cause peut atteindre Mjoules Accompagnée d’un vacarme sonore inouï Ce vent solaire arrive à la terre heureusement protégée par son bouclier magnétique et finit sa course en impactant le milieu Interstellaire à 7 milliards de km du soleil

50 Les Éruptions solaires de type Flash (Flares ) notre savoir faire : Explosion thermonucléaire Tsar Bomba 57 Mégatonnes en 1961 URSS 57 Mt de TNT = 2, Joules soit 240 mille milliards de Joules Hé bien : Il en faudra environ 10 milliards de Tsar Bomba pour se comparer à un puissant « Flare » solaire de classe X10

51 Les Éruptions de type Flare (Flash) et les éjections de masse coronale (CME) sont les phénomènes les plus intenses du système Solaire Essayons une comparaison

52 ERUPTIONSPECTACULAIREERUPTIONSPECTACULAIRE Fontaines de matière et jeux de champs magnétiques SDO Mai 2013 Classe M km

53 Soho Comet crash.wmv

54 Un bouclier contre les colères du Soleil Ce bouclier qui nous protège dépend de l’intensité de notre propre champ magnétique Celui-ci dépend de notre noyau en rotation dans sa gaine de fer et nickel en fusion Or sa stabilité est mise en cause …Inversion N/S ……. A suivre

55 Malgré le Bouclier effets sur Terre des colères du Soleil Météo Champ électromagnétique Rayonnement X et cosmique

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