Etudes des ondes électrostatiques stimulées et naturelles, mesurées au voisinage du tore de plasma de IO par la sonde Ulysse

Stimulated and natural electrostatic waves in outskirts of Io torus, from Ulysses-Urap experiment

• Auteur / Autrice : Philippe Le Sager
• Direction : Nicole Cornilleau-Wehrlin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des gaz et plasma
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6
• Jury : Président / Présidente : Jean-Claude Cerisier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick Canu, Jacqueline Etcheto, Michel Petit
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierrette Décréau-Prior, Paul J. Kellogg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ondes de plasma

Magnétosphère

Jupiter (planète) -- Atmosphère

Résumé

La sonde Ulysse (ESA-NASA) a exploré la magnétosphère de Jupiter en février 1992. Elle embarquait un sondeur à relaxation. Cet instrument permet d'obtenir la densité électronique du plasma à partir des résonances qu'il stimule avec un émetteur. Il a fonctionné dans le tore d’Io, fournissant des spectres similaires à ceux obtenus dans la magnétosphère terrestre, où le diagnostic est bien connu. Mais leur interprétation est délicate car les fréquences habituellement observées (notamment les harmoniques de la gyrofréquence) ont disparu. La prise en compte de la vitesse importante de la sonde permet de trouver de nouvelles ondes vérifiant la condition de rendez-vous spécifique à cette vitesse. Elles subissent un décalage en fréquence par effet Doppler important. La position en fréquence des résonances dépend à la fois de la densité de la population la plus froide (supposée maxwellienne) et du rapport entre la vitesse thermique du plasma et celle de la sonde. Ces deux paramètres sont les résultats du nouveau diagnostic. L'estimation de la vitesse de la sonde a permis une estimation de la température électronique à la sortie du tore d’Io sur le trajet d’Ulysse. Le type de diagnostic présenté ne remet pas en cause les diagnostics effectués dans l'environnement terrestre mais les prolonge pour des vitesses importantes du sondeur. En effet, ce sont toujours les mêmes modes de propagation qui interviennent. Les limites d'application ont été examinées. A l'entrée du tore, le diagnostic n'a pas pu être mené. Les émissions naturelles sont alors examinées. Ces dernières reflètent la présence de sources d'énergie libre qui n'ont pas pu être définies, faute d'information sur les fonctions de distribution. Cassini, à Saturne en 2004, aura un mouvement relatif au plasma important. Les rapports vitesse de Cassini/vitesse thermique estimés seront du même ordre de grandeur que ceux rencontrés par Ulysse près du tore d’Io. Un diagnostic sondeur du type Ulysse sera nécessaire.