Développements récents et prospectives en héliosismologie sans imagerie

Recent developments and prospective in full-disk helioseismology

• Auteur / Autrice : Alain Pantel
• Direction : Éric Fossat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Nice
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Nice-Sophia Antipolis. Faculté des sciences
• Jury : Président / Présidente : François Rocca
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Julien Borgnino, Gérard Grec, Henri Lantéri, Jean-Maurice Robillot, Sylvaine Turck-Chièze
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bo Andersen, John Leibacher

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement du signal

Oscillations solaires

Héliosismologie

Mots clés libres

Oscillation non radiale

Résumé

L'héliosismologie est considérée comme une jeune science qui a déjà fourni bon nombre de résultats considérés comme fondamentaux en physique solaire. Pourtant la détection, encore non avérée, de certains ou même d'un seul mode de gravité amènerait des informations cruciales sur la physique du cœur solaire. Cette thèse a eu pour objet d'étudier, dans trois branches du traitement du signal, différents moyens d'analyse permettant de progresser dans l'estimation d'observables sismiques. La première partie présente les équations de base des oscillations non-radiales adiabatiques et les principaux résultats donnant les quatre paramètres sismiques. Elle donne aussi quelques notions sur les méthodes d'observation capables de mettre en évidence les oscillations solaires, et plus particulièrement pour les observations en disque intégré : IRIS. Je présente, dans la seconde partie, différentes techniques d'analyse qui sont en exploitation ou en cours d'exploitation sur les données IRIS, et dans un futur proche sur les données spatiales de GOLF. Ces méthodes, allant de la déconvolution par transformation de Fourier à l'emploi de modèles paramétriques, en passant par les analyses par ondelettes, ont apporté des améliorations dans l'estimation d'observables sismiques telles que les fréquences d'oscillations et le splitting de rotation. Par l'utilisation simultanée de ces différentes méthodes, il nous a été possible d'effectuer une comparaison directe entre des fréquences mesurées et des fréquences calculées théoriquement a partir des quatre paramètres sismiques. Il en résulte que la région centrale est actuellement connue à mieux que 0,3%. Mais des différences significatives subsistent provenant principalement de la surface qui reste la région la plus difficile à modéliser.

The helioseismology is a rather « young science » which already provided many fundamental results in solar physics. However the detection of several gravity modes or even just one whould still bring crucial informations on the physics of the solar core. The aim of this thesis is to study by mean of signal processing several analysis techniques improving the estimation of seismic observables. The first part presents the hydrodynamic equations which constitute the base of nonradial adiabatic oscillations. Furthermore, I discuss the last anaytic expression for the acoustic oscillations of low degree. Then I give some notions on the observational methods allowing the detection of the solar oscillations, particularly for the full-disk observations : IRIS. Different techniques of analysis are shown in the second part. This analysis are already or will be soon tested on the IRIS data, and in a near future on the space data from GOLF. These methods, including deconvolutions by Fourier transform, parametric models and wavelets analysis, bring some improvements in the seismic observables estimation such as the frequencies of oscillations and the rotational splitting. By the simultaneous use of these different methods, it was possible to do a direct comparison between measured and theoretically calculated frequencies on the four seismic parameters. These results show that the central region is presently worth an accuracy better than 0,3%. But some significant discrepancies subsist mainly near the « surface » which is still difficult to modelise.