Interaction du vent solaire avec l'environnement de la planète Mars : étude des fluctuations électromagnétiques en amont du choc

R wind interaction with the martian environment : study of the electromagnetic fluctuations in the upstream region of the bow shock

• Auteur / Autrice : Victor Tarasov
• Direction : Sylvaine Perraut
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des plasmas
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasmas cosmiques

Interactions ion-ion

Turbulence atmosphérique

Ondes de choc

Interactions électromagnétiques

Vents solaires

Mars (planète)

Résumé

L'obstacle que constitue un objet céleste à l'écoulement supersonique du vent solaire (vs) se manifeste sous la forme d'une onde de choc dont la barrière électrostatique et magnétique cause la réflexion d'une partie des particules incidentes. Mars a un champ magnétique faible et une atmosphère qui s'étend à grande distance de la planète ( 10 r#m). C'est pourquoi, avant de rencontrer l'onde de choc, le vs traverse cette couche de gaz neutre dont une partie est ionisée et entraînée par le champ magnétique interplanétaire. Une population dense d'atomes ionisés s'ajoute aux ions du vent solaire incidents et réfléchis. Les ondes électromagnétiques en amont du choc martien associées à l'interaction des ions du vent solaire avec les ions implantés et les ions réfléchis par l'onde de choc ont été étudiées. J'ai effectué une analyse systématique, par la transformation en ondelettes et la méthode de variance minimum, des émissions de courte durée du champ magnétique au-dessus, au voisinage et au-dessous de la gyrofrequence des protons. Les résultats de l'analyse ont montré que le caractère des émissions en amont du choc dépend fortement des conditions du vent solaire et de la géométrie du champ magnétique et de l'onde du choc. J'ai reconstitué la distribution de vitesses des particules en amont du choc en supposant une réflexion spéculaire des ions sur l'onde de choc. Je me suis appuyé sur ces fonctions de distribution pour calculer la relation de dispersion dans différentes conditions de vent solaire et de champ magnétique et j'ai mis en évidence l'existence de deux modes instables. Le mode le plus instable dépend du rapport entre les composantes (parallèle et perpendiculaire au champ magnétique) de vitesse des ions réfléchis. La comparaison avec les observations a montre que la source d'énergie libre pour des émissions au-dessus et au-dessous de la gyrofréquence des protons est la distribution instable créée par les ions du vent solaire et les ions réfléchis sur l'onde de choc.