Thèse soutenue

Equilibre et confinement du tore de plasma d'io dans la magnetosphere de jupiter : observations d'ulysse et modelisation

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Auteur / Autrice : Michel Moncuquet
Direction : Nicole Meyer-Vernet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Terre, océan, espace
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

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En premiere partie, on presente deux methodes nouvelles pour extraire des spectres radio d'ulysse les mesures des densite et temperature des electrons dans le tore de plasma d'io. Ces methodes exploitent les caracteristiques de l'experience urap (antenne filaire, spin d'ulysse, grande sensibilite du recepteur) et celles du milieu ambiant (plasma non collisionnel magnetise, modes de bernstein, corotation du tore avec jupiter), et ressortissent de la spectroscopie du bruit quasi-thermique recueilli par une antenne dans un plasma magnetise. Contrairement a voyager 1 ou galileo, ulysse a traverse le tore d'io sur une orbite presque nord-sud, en tangentant pratiquement une coquille magnetique, permettant pour la premiere fois la mesure des densite et temperature des electrons le long des lignes de force magnetiques. L'accroissement significatif de la temperature sur ces lignes de force contredit l'hypothese, fondatrice de tous les modeles precedents, de l'equilibre diffusif isotherme du plasma. La deuxieme partie est consacree a une nouvelle modelisation de la structure latitudinale du tore. On explique les observations inattendues d'ulysse par un filtrage des vitesses, agissant sur des electrons dont la distribution des vitesses est non-maxwellienne, commodement modelisable par une distribution kappa. Nous generalisons ces distributions kappa a toutes les especes detectees dans le tore, en y ajoutant une possible anisotropie de temperature relativement au champ magnetique. Le nouveau modele de tore fonde sur ces distributions bi-kappa anisotropes reconcilie, pour l'essentiel, les observations de voyager 1 et 2 et d'ulysse, et montre qu'elles peuvent parfaitement correspondre a des variations similaires en latitude et distance radiale des densites et temperatures du plasma. De plus, ce modele rend compatible le profil radial de temperature des ions de voyager 1 avec une decroissance quasi-adiabatique des temperatures a l'equateur du tore.