Dynamique de la surface solaire : Observations Aux petites et moyennes échelles Dans le soleil calme : granulation, mésogranulation, supergranulation,

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1 Dynamique de la surface solaire : Observations Aux petites et moyennes échelles Dans le soleil calme : granulation, mésogranulation, supergranulation, cellules géantes Dans les régions actives : effet Evershed, morphologie des régions actives, … A léchelle globale La rotation différentielle La circulation méridienne Nadège Meunier Observatoire Midi-Pyrénées

2 La granulation Pic du Midi

3 Distribution en taille Hirzberger et al, 1999 Roudier & Muller, 1987 Pas de taille caractéristique : 2 arcsec

4 Hirzberger et al, 1999 Pic du Midi

5 Hirzberger et al, 1999

6 Granules explosifs Hirzberger et al, 1999

7 Rieutord et al, 2000

8 La Palma

9 Hirzberger et al, 1999 Mesogranulation

10 Analyse spectrale Rieutord et al, 2000 Pixel 0.7 arcsec

11 Pixel 1.96 arcsec Rieutord et al, 2000

12 Hathaway et al, 2000 supergranulation granulation

13 Variation des propriétés des granules à léchelle des mesogranules Dynamique des granules influencée par la dynamique des mésogranules ? Mésogranules = manifestation de propriétés secondaires des granules ? Ondes ? Corrélation spatiale entre granules explosifs ? Autre ? Muller et al, 1990

14 Organisation en famille Roudier et al, 2003 Temps

15 Roudier et al, 2003

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17 Dynamique grande échelle à partir de celle des granules Pic du Midi, Roudier et al

18 Importance des zone de fortes divergences positives Rieutord et al, 2000 1 minute

19 Roudier et al, 2003 1 minute Tree fragmenting granules

20 La supergranulation MDI/SOHO Echelle ~30 Mm Vhor ~ 300-400 m/s Vvert ~ qq 10 m/s à qq 100 m/s ??? Contraste I / V ??? Durée de vie ~24 h jusquà 50 h ? Profondeur ? Variation de la taille ?

21 Lien supergranulation - réseau magnétique V doppler Intensité MDI/SOHO Influence de B sur :

22 Paniveni et al, 2004

23 Cellules géantes ? Pas détection directe claire Plusieurs résultats marginaux contradictoires Indirect : Alignement N-S des supergranules ?

24 Lisle et al, 2004

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26 Dans les régions actives La Palma

27 La structure de la pénombre La Palma

28 Effet Evershed Ombre Pénombre OmbreBalthasar et al 2002 Schmidt & Schlichenmaier 2000

29 La Palma

30 Champs de vitesse sous une tache Z=0-3MmZ=9-12MmZ=6-9Mm Kosovichev et al

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32 Evolution des régions actives MDI/SOHO +

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35 Rieutord et al, 2000

36 Simon et al, 2000

37 Berger et al, 1998

38 A léchelle globale …

39 EIT/SOHO

40 3 techniques complémentaires Analyse Doppler directe Héliosismologie Globale Locale : « ring analysis », « temps-distance » Dynamique de structures spécifiques Suivi direct, corrélations Structures magnétiques (magnétogrammes ou intensité), structures en vitesse Rotation différentielle Circulation méridienne

41 La rotation MDI/SOHO

42 Meudon MDI/SOHO

43 La rotation des traceurs magnétiques Beck, 2000

44 Nombreux résultats différents Mode de détermination des structures Taches / facules / groupes de taches / réseau Taille des structures Age des structures / growing - decaying Polarité des structures Phase du cycle Ancrage des structures Évolution au cours de leur vie Morphologie

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47 MDI/SOHO

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49 La rotation interne et en surface daprès lhéliosismologie MSI/SOHO

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51 Gonzalez-Hernandez & Patron, 1999

52 Gonzalez-Hernandez & Patron, 1999

53 Beck et al, 2000 40 Mm 30 Mm 14 Mm 90 Mm

54 La circulation méridienne Vers le pôle Nord Vers le pôle Sud Meunier 1999 35 m/s

55 Zhao & Kosovichev, 2004

56 Haber et al, 2002

57 Meunier, 2004 Correlation tracking Suivi de structures magnétiques Rotation différentielle Circulation méridienne

58 Ribes & Bonnefond, 1990

59 Rotation solaire : controversée –Plus rapide / moins rapide : nombreux résultats ! –Taches : plus rigide au maximum (Nesme-Ribes et al 1993 par ex.) ; confirmé récemment pour les plages et le réseau magnétique Circulation méridienne : grande variabilité, mais lien avec le cycle à confirmer Variation au cours du cycle solaire

60 Howe et al, 2002

61 Torsional oscillations GONG

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63 Doppler : 5 m/s Plus fort à basse latitude Magnétique : 10 m/s Plus fort à haute latitude Décalé de 10 degrés : + lent là où cisaillement Doppler maximum Snodgrass 1991

64 Vorontsov, 2003 Résultats symétrisés 22 m/s

65 Quelques problématiques actuelles Echelle globale : circulation méridienne en profondeur ? formation et dispersion des structures magnétiques : ancrage, interaction avec supergranulation ? variations au cours du cycle solaire A moyenne / petite échelle : nature de la supergranulation ? réalité des cellules géantes ? variation des propriétés de la dynamique au cours du cycle ?

66 Futures observations : principales orientations Soleil entier : multi-longueurs donde et champ magnétique, haute cadence temporelle Petit champ : très haute résolution spatiale, spectro-polarimétrie, haute cadence temporelle Il existe des projets intermédiaires …

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69 Donati et al, 1999

70 Magnetic spots Cool spots Donati et al, 2003 Temporal variations 1996 1997