la couronne solaire : du calme à la tempête

Voir le Soleil... Le Soleil, une étoile L'atmosphère solaire Variabilité Conclusion

La couronne solaire : du calme à la tempête

Éric BuchlinInstitut d'astrophysique spatiale

CNRS/Université Paris-Sud, Orsay

ALCOR, Univ. Paris-Sud,23 novembre 2016

É. Buchlin � La couronne solaire 1


Voir le Soleil...

1. Voir le Soleil...

2. Le Soleil, une étoile

3. À la découverte de l'atmosphère solaire

4. Variabilité du Soleil et météorologie de l'espace

5. Conclusion



Une observation du Soleil



Premières observations du Soleil

Stonehenge, Angleterre

I Importance pour la vie sur TerreI Cycle jour/nuit, mesure du temps



Pendant les éclipses : quelque chose autour du Soleil ?

La Lune cache le Soleil en passant devant lui :I Phénomène resté longtemps mystérieux et inquiétant :

le Soleil va-t-il réapparaître ?I Une "couronne" : un phénomène terrestre, lunaire ou solaire ?

Hergé�Letempledusoleil

LucViatour,1999



Que se passe-t-il pendant une éclipse de Soleil ?



Éclipses ailleurs : Jupiter



Éclipses ailleurs : autres planètes, étoiles et exoplanètes



Observations du Soleil à partir du sol et de l'espace

Télescope solaire au sol (THEMIS) Télescopes dans l'espace



Le Soleil, une étoile





5. Conclusion



Le Soleil dans la Galaxie

Pourla

Science

n.387



Carte d'identité du Soleil



Carte d'identité du Soleil

Autres données :I Masse : 330 000 fois la

TerreI Densité : 1, 4I Gravité à la surface : 28

fois celle de la TerreI Luminosité : 0, 4

milliards de milliards demilliards de watts.



Une étoile parmi les étoiles

Diagramme de Hertzsprung-Russel :classement des étoiles en fonction deleur couleur et de leur luminosité

I donne une indication de l'âge, dutype... des étoiles

I Le Soleil est dans la �séquenceprincipale�, stabilité sur plusieursmilliards d'années

I Le Soleil est l'étoile la plus proche (plus facilement observable)I Il peut être utilisé pour comprendre les autres étoiles.



À la découverte de l'atmosphère solaire



3. À la découverte de l'atmosphère solaireStructure moyenne en fonction de l'altitudeTaches solaires, régions actives et boucles coronalesProtubérances / �laments


5. Conclusion



L'atmosphère solaire : Photosphère

I Surface visible(photosphère), 6000 K

I Haute chromosphère,50 000 K, altitude 2000 km

I Couronne,> 1 000 000 K, altitude > 5000 km.

Température mesurée par spectroscopie



L'atmosphère solaire : Haute chromosphère







L'atmosphère solaire : Couronne







L'atmosphère solaire :







Taches solaires

Observées depuis plus de 2000 ans ; puis par Fabricius, Scheiner, Galilée...avec leurs lunettes

Ont montré que le Soleil change, n'est pas �parfait�, est une sphère, etest en rotation.



Zoom sur une tache solaire

Image (lumière visible) et champ magnétique du télescope suédois SST

Tache plus froide (3000 � 4500 K) que le reste de la photosphère car lechamp magnétique empêche la matière chaude d'arriver à la surface.



Au-dessus des taches : les régions actives

Dans la couronne, au-dessus destaches :régions actives, plus brillantesque le reste de la couronne.Pourquoi ?

Toujours à cause du champmagnétique !



Au-dessus des taches : les régions actives

Dans la couronne, au-dessus destaches :régions actives, plus brillantesque le reste de la couronne.Pourquoi ?Toujours à cause du champmagnétique !



Régions actives

Hinode/XRT

TRACE

Boucles de di�érentes tailles et températures, entre pôles magnétiquesopposés.



Protubérances (= �laments)

BBSO, Hα

Matière �chromosphérique�,froide et dense, en suspensiongrâce au champ magnétiquedans la couronne chaude



Protubérances (= �laments)

EIT, 30.4 nm

Matière �chromosphérique�,froide et dense, en suspensiongrâce au champ magnétiquedans la couronne chaude



Variabilité du Soleil et météorologie de l'espace




4. Variabilité du Soleil et météorologie de l'espaceÉruptions et éjections de masse coronaleJets, micro-éruptionsVariations de la luminosité et cycle solaireRelations Soleil-Terre et météorologie de l'espace

5. Conclusion



�Flares� (éruption caractérisée par un fort embrillancement)

Première observation : en lumière blanche, par Carrington 1859


SoHO/EIT,19.5nm,28octobre

2003


Conséquence possible : éjection de masse coronale (CME)

SoHO/EIT

30.4nm,26/08/1997


SDO/AIA

30.4nm,07/06/2011

SDO/AI17.1nm,19.3nm,21.1nm,07/06/2011

SoHO/EIT

+LASCO

C2,20avril1998

SoHO/EIT

+LASCO

C2

STEREO/EUVI+

HI/Festival


Comète Encke dans le vent solaire

STEREO/HI



Jets dans un trou coronal

Hinode/XRT



Petits embrillancements : ça bouge partout !

Hinode/XRT



Cycle solaire (11 ans ×2)

SoHO/EIT

30.4nm



Cycle solaire (11 ans ×2)

C'est encore à cause duchamp magnétique !(e�et �dynamo�)



Relations Soleil-Terre et météorologie de l'espace

I La Terre n'est pas isolée, elle estsoumise à l'in�uence du Soleil :lumière, particules, champmagnétique...

I Ces éléments sont fortementvariables, avec des conséquencesobservables depuis la Terre, et desimpacts sur les activités humaines

L'étude de ces phénomènes (y comprisleur prévision) est appelée�météorologie de l'espace�



Relations Soleil-Terre et météorologie de l'espace

I La Terre n'est pas isolée, elle estsoumise à l'in�uence du Soleil :lumière, particules, champmagnétique...

I Ces éléments sont fortementvariables, avec des conséquencesobservables depuis la Terre, et desimpacts sur les activités humaines

L'étude de ces phénomènes (y comprisleur prévision) est appelée�météorologie de l'espace�

Pour bientôt ?

Existe presque déjà :

http://spaceweather.com


http://spaceweather.com


Conséquences des tempêtes solaires : aurores polaires



Autres conséquences des tempêtes solaires

I Problèmes de communication (par ex. télégraphe le 2 Sep. 1859)I Coupures de courant (Québec 1989)

I Erreurs sur les GPS.I Des satellites endommagés ou perdusI Un danger pour les humains dans l'espace et en altitude.



Conclusion





5. Conclusion



Conclusion

I Le Soleil est une étoile variable, active.I Nous subissons les e�ets de cette variabilité, à di�érentes échelles de

temps.I Le champ magnétique joue un rôle très important à tous les niveaux.

Le futur pour les observations spatiales :I Solar Orbiter (ESA, 2018�) : plus près, plus hautes latitudes !I Solar Probe+ (NASA, 2018�) : beaucoup plus près !



Observer le Soleil... de chez soi (ou à l'école)

I Sur internet : http://helioviewer.ias.u-psud.fr/ ou avecJHelioViewer

I Avec un télescope : avec un �ltre (dangereux) ou en projectionI Avec un Solarscope


http://helioviewer.ias.u-psud.fr/