La structure tri-dimensionnelle du champ magnétique coronal :

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1 La structure tri-dimensionnelle du champ magnétique coronal :
Stéphane Régnier /8 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

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

3 PNST, 28-30 Septembre 2005, Obs. de Paris
Stéphane Régnier /8 Géométrie Géométrie de base : longueur des lignes de champ, distance entre les pieds photosphériques, hauteur, angle par rapport à la ligne d’inversion 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 Régnier & Amari 2004, A&A, 425, 345 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. Lignes de champ magnétique : dans une même configuration il existe des lignes de champ magnétique plus ou moins torsadées, ou presque potentielles, … qu’actuellement seule la méthode de champ sans-force nonlinéaire permet de déterminer. PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris

4 Polarité parasite (émergence et déplacement)
Stéphane Régnier /8 Topologie 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. NE Polarité parasite (émergence et déplacement) Configuration magnétique pré-existante SW Séparatrice Régnier & Canfield 2005 soumis PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris

5 PNST, 28-30 Septembre 2005, Obs. de Paris
Stéphane Régnier /8 Connectivité 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 : domaines de connectivité Figure : connectivité dans la région active Axes: pourcentage de flux magnétique négative (abscisse) et positive (ordonnée) Régnier 2005 PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris

6 PNST, 28-30 Septembre 2005, Obs. de Paris
Stéphane Régnier /8 Énergie magnétique Variation d’énergie magnétique : le budget énergétique dépendant de la configuration magnétique, par conséquent les phénomènes éruptifs associés sont différents (cf .tableaux) Énergie magnétique libre : Différence entre l’énergie magnétique du champ nonlinéaire et du champ potentiel ; estimation de l’énergie magnétique pouvant être libérée pendant une éruption Région active décroissante ; faible flux magnétique Topologie complexe ; flux important Éruption importante ; flux important Régnier & Amari 2004, A&A, 425, 345 Evolution de l’énergie magnétique : suivi du stockage et de la libération d’énergie magnétique dans les régions actives Injection d’énergie par les mouvements photosphériques transverses, se répercutant dans la couronne ; libération d’énergie pendant ou après les éruptions Régnier & Canfield 2005 soumis PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris

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

8 PNST, 28-30 Septembre 2005, Obs. de Paris
Stéphane Régnier /8 Perspectives Étude de l’influence des courants éléctriques sur les configurations magnétiques à différentes échelles spatiales dans la couronne solaire Soleil calme : reconstruction du champ magnétique des régions de la couronne dite calmes comme les points brillants, canopie, spicules, etc. ; possible à l’aide 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 d’un magnétogramme SOHO/MDI. Disque entier : reconstruction en coordonnées sphériques de la couronne solaire dans son entier suivant l’hypothèse 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. PNST, Septembre 2005, Obs. de Paris