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3 Mai 2004 GOLF-NG 1
La rotation interne du Soleil
Comment déduire la rotation interne de l’observation ?
Vision globale: SOHO/GONG
Les zones de gradients: surface et tachocline
La rotation et le cycle solaire
La problématique du cœur
Perspectives
Thierry Corbard, Observatoire de la Côte d’Azur
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Comment déduire la rotation interne de l’observation?
Degré angulaire, l
Fre
quen
ce,
mH
z
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Comment déduire la rotation interne de l’observation?
Libbrecht, 1989
drdθθ)Ω(r,θ)(r,Km
ωωnlm
nlmm-nl
La rotation démultiplie les fréquences d’oscillation
n/l => rt m/l => t
Inversion d’un problème mal pose => utilisation d’une procédure de régularisation
Ord
re m
Frequence (Hz)
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Vision Globale: MDI / GONG
Corbard, 1998
Schou et al. 2002
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Étude des gradients: surface et tachocline
• Intérêts:– Meilleures place pour une action dynamo (effet Omega, capacité de
stockage du champ magnétique)
– Siége des processus de transport du moment angulaire (Transports hydrodynamique dû au cisaillement / ondes de gravite / effet d’un champ magnétique interne)
• Difficultés:– La surface est relativement mal contrainte par l’hélioseismologie globale
(manque de mode de très hauts degrés).
– La tachocline n’est pas résolue.
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Les gradients de surface
• Deux pistes: – Utilisation des modes f observées par MDI (Corbard & Thompson 2002)– Héliosismologie locale (groupe LoHCo )
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Les gradients de surface
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Les gradients de surface
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Les gradients de surface
Komm, Corbard et al. 2004
=>Possibilité d’une action dynamo de surface mais ne peut expliquer à elle seule l’amplitude et la phase du champ magnétique observé
• Remet en cause les modèles de la super-granulation / en accord avec les simulations numériques.
•Prise en compte de ce gradient dans un modèle cinématique de la dynamo
(Dikpati & Corbard, 2002)
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La tachocline• Probablement la clef pour notre compréhension du cycle magnétique solaire.
• La tachocline est très étroite à l’équateur (<0.05R) et centrée significativement sous la base de la zone convective.
• l’asphéricité ou la présence de ‘jet’ dans la tachocline permettent également de poser des contraintes sur l’amplitude du champ toroïdale (<600 KG)
Utilisation d’une inversion adaptative pouréviter les effets de la régularisation
(Corbard et al. 1999)
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La rotation et le cycle solaire
• Les variations de la rotation avec le cycle sont faibles (<2nHz)
• Les oscillations de torsions visibles en surface s’étendent au moins dans 1/3 de la zone convective
• Des fluctuations ont été détectées autour de la tachocline avec une période de 1.3 ans. Ces resultats sont toujours débattus. Les fluctuations semblent s’atténuer au maximum du cycle. Howe et al. 2003
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La problématique du coeur
• Les modes p sont très peu sensibles aux conditions dans le cœur (<0.2R)
• Les modes de hautes fréquences sont affectés par l’activité.
• Seuls la détection des modes mixtes (<470Hz) ou de gravité permettra de sonder les propriétés du cœur.
Garcia et al, 2004
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Les splittings de bas degrés
• L’ensemble des instruments, sol ou spatiaux donnent maintenant des mesures cohérentes à bas degrés.
• Un effort est maintenant entrepris pour augmenter la cohérence entre les mesures de bas degrés et celles des degrés intermédiaires nécessaires pour l’inversion.
Garcia et al, 2004
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Résultats d’inversion dans l’intérieur radiatif
Couvidat et al, 2003
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Perspectives
• Aucun mode g ou mixte n’a encore été détecté avec certitude, les instruments de SOHO ont cependant permis de placer des limites pour leur détectabilités (<2mm/s ou 0.1 ppm) .
• La connaissance de la physique du cœur demeure essentielle pour comprendre l’évolution dynamique du Soleil et des étoiles et pour apporter de nouvelles contraintes sur la physique des neutrinos.
=> 2 pistes possibles:
1. Réduire le bruit GOLF NG
2. Amplifier le signal PICARD
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GOLF NG
• Le bruit dans la bande des modes g est dominé par la granulation de surface.
• C’est ce bruit que GOLF-NG vise à réduire en mesurant la vitesse Doppler à plusieurs hauteurs dans l’atmosphère
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PICARD
Toner et al. 1999
• Le facteur d’amplification au limbe prédit théoriquement par Toutain et al. (1999) a été vérifié expérimenta-lement pour les modes p en utilisant les images MDI et les pixels de guidage du LOI.
• PICARD aura une résolution et une stabilité supérieure permettant d’exploiter ce facteur d’amplification pour la recherche des modes basses fréquences.
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PICARD
Toner et al. 1999
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PICARD
B. Gelly
Hypothèses:
•mode de fréquence 200Hz
•infiniment cohérent
•Bruit blanc stationnaire d’amplitude équivalente au bruit solaire dans la bande des modes g.
•Seuil de détectabilité: RSB 20-25 en nrj / 4-5 en amplitude.