Vecteur champ magnétique à haute résolution temporelle par Spectro-imagerie DPSM P. Mein, V. Bommier, N. Mein.

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1 Vecteur champ magnétique à haute résolution temporelle par Spectro-imagerie DPSM
P. Mein, V. Bommier, N. Mein

2 Tour Solaire de Meudon, raie Ha
Exemple de spectro-image obtenue avec le Double Passage Soustractif Multicanal (MSDP) Tour Solaire de Meudon, raie Ha G. Molodij, campagne 2007 coordonnée avec Thémis

3 Analyse polarimétrique par images simultanées I + S, I - S (S=Q,U,V)
THEMIS / MSDP Analyse polarimétrique par images simultanées I + S, I - S (S=Q,U,V) 16 canaux alternés en l Grille en F1 avant l’analyseur SP1 SP2 F1

4 Le Volume 3D (x,y,l) du MSDP permet un balayage rapide du champ total observé

5 Interpolation dans le plan (X,l)
Accroissement de la résolution spectrale / diminution de la résolution spatiale Interpolation dans le plan (X,l) D G C E F B A Ca I nm CaI nm | IF-IB | << | IF-IA | Cubic interp. ABCD E resol. 4 pm (compensated departures +/-0.35 ’’) Cubic interp. HAED F sampl. 2 pm AEDI G Wavelength (MSDP channels)

6 Quelques éléments de comparaison entre
Spectro à fente et Spectro-imagerie (ordres de grandeur pour Thémis 2007) MTR MSDP MSDP 16 canx (+x,l) canx (+x,l) en fonction en option Résol spectrale (600nm) largeur de bande fte F – 5 pm ftes SP pm pm échantillonnage pm (4) pm (2) pm Raies fortes pm Raies photosph pm Nombre de raies <= L’échantillonnage est plus fin avec la spectro à fente, mais le caractère 3D du MSDP permet un accroissement de résolution spectrale moyennant une diminution de résolution spatiale (+/-0.35’’).

7 Ca MSDP Inversion UNNOFIT Fe MTR -2000 2000 Gauss 2000

8 Raies différentes, temps différents
Thémis 2006 B// Bt f Ca Fe 6302 Fe: MTR, Ca: MSDP Raies différentes, temps différents

9 610.3 CaI 630.2 FeI THEMIS / MSDP juin 2007 Inversion UNNOFIT

10 Résolution spatiale pixel+aberr+diffraction 0.3 ’’ 0.3’’ fente F1 1’’
MTR MSDP 16 canx + (x,l) pixel+aberr+diffraction  ’’ ’’ fente F ’’ pas en X ’’ interpol. (X,l) ’’ lissage XY pour rapport S/B ’’ (champ transverse) atmosphère ’’? ’’? La résolution du MSDP n’est pas limitée par une fente F1, ni par un pas en X. Mais le gain en résolution spatiale ne peut être conservé que par un accroissement de la résolution spectrale (32 canaux?) et du nombre de photons (caméras, EST?) évitant interpolation (x,l) et lissage XY.

11 Résolution temporelle
MTR MSDP Hinode (cartes rapides) Champ Y (grille) ’’ ’’ ’’ Champ X (grille) ’’ Pas X ’’ ’’ ’’ Durée de balayage pour 100’’x160’’: Bv (+Q-Q+U-U+V-V) mn mn mn B// (+V-V) mn Avec des temps de balayage < 10 mn, le MSDP permet d’accéder aux modifications du champ au cours de nombreux évènements dans les régions actives (éruptions, CMEs…)

12 B// d’après observations Ha (THEMIS/MSDP)
Intensity Line center Doppler Velocity +/-27pm B// +/-27pm Smoothing 3*3 arcsec Observations B. Schmieder (2004)

13 Intensity Line center B// +/-8pm 250km Intensity +/-24pm B// +/-24pm
Comparaison avec NaD1 Intensity Line center B// +/-8pm 250km Intensity +/-24pm B// +/-24pm

14 Projet EST / MSDP 40 canaux Largeur de bande pm Echantillonnage Résol spatiale ’’ ? Résol. temporelle t < 5 mn ? Faible lumière diffusée N raies simultanées (N=3?) par N optiques motorisées permettant des échanges rapides Totalement compatible avec EST / MTR à haute résolution spectrale

15 Projet EST / MSDP Résolution spatiale - Pas de limitation par la largeur de fente - Pas de limitation par le pas en X Pas de nécessité d’une interpolation (x,l) Pas de nécessité de lissage XY (grand nombre de photons) Possibilité de traitement d’images 2D (destretching, speckle…) Diffraction + pixel +aberrations 0.2’’ ? Optique adaptative ?

16 Projet EST / MSDP: quelques programmes et jeux de raies simultanées
1 – Emergence et annihilations de flux (régions actives et Soleil calme) FeI FeI CaII 8542 ( HI 4861) CaI 6102 (FeI 8688) NaI HI 6563 FeI (FeI 8688) HeI CaII 8662 2 – Configuration magnétique des filaments et protubérances FeI (FeI 6302) HeI HI 4861 HeI HeI HI 6563 3 – Tubes de flux et échanges d’énergie (facules et réseau) CaI 6102 (FeI 8688) NaI HI 6563 FeI 6302 (FeI 8688) HeI CaII 8662 (CaII 3968) 4 – Champ magnétique hors régions actives, second spectre SrI CrI BaII 4554 BaII CaII FeI 4405 SrI MnI CaII 8498

17 Durée de balayage 100’’x160’’ mn
Résol. temporelle Durée de balayage 100’’x160’’ mn 1 2 4 8 15 30 60 120 EST / MSDP ? +/-0.15’’ TH / MSDP Éruptions CMEs 32 +/-0.2’’ 16 +/-0.4’’ Hinode rapide TH / MTR pm Echantillonnage spectral Raies photosph Raies fortes

18 Durée de balayage 100’’x160’’ mn
Résol. temporelle Durée de balayage 100’’x160’’ mn 1 2 4 8 15 30 60 120 ? EST / MSDP Éruptions CMEs TH / MSDP Hinode rapide TH / MTR pm Bande passante spectrale Raies photosph Raies fortes