Observation and diagnostic of solar prominences from SOHO mission data

Observation et diagnostic des protubérances solaires à partir des données de la mission SOHO

• Auteur / Autrice : Daniela Cirigliano
• Direction : Jean-Claude Vial
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des plasmas
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés libres

Soleil

Spectrographie UV

Profil de raies solaires

Plasma chaud

Paramètres thermodynamiques

Résumé

Les protubérances solaires sont des structures magnétiques complexes, qui confinent un plasma dense et froid dans la couronne solaire environnante, composée d'un plasma chaud et ténu. Les réponses aux questions critiques du support et de la stabilité de ces structures dépendent très fortement de leurs conditions thermodynamiques et magnétiques. Le but de ce travail de thèse est de mesurer, à l'aide des observations faites avec les spectrographes au bord de la sonde spatiale SOHO (Solar Heliospheric Observatory), certaines paramètres physiques comme la température, la densité et la pression du plasma confiné dans les protubérances, ainsi que de comprendre comment ces structures peuvent survivre dans la haute atmosphère du Soleil. Nous avons registré des spectres de protubérances solaires dans le domaine UV et EUV du spectre électromagnétique, en observant des raies atomiques d'éléments chimiques dans plusieurs états d'ionisation, qui permettent de sonder la structure en température du plasma des protubérances. L'information que nous avons obtenue à partir des spectres des protubérances nous a permis de diagnostiquer les paramètres physiques de ces structures, telles comme la mesure d'émission, les vitesses Doppler, le flux de matière et la densité et pression électronique. Les mesures du mouvements non résolus dans les protubérances nous donnent les indices d'un transport d'énergie effectué par ondes magnétohydrodynamiques ou ondes d'Alfvén. Suivant le modèle de tube de flux que nous avons proposé pour représenter la morphologie des protubérances, nous trouvons quelques pistes qui peuvent indiquer l'allure des lignes de champ magnétique, qui supportent le plasma protubérantiel. L'ensemble des données acquises est une occasion unique de tester les théories existantes et nous encourage pour effectuer de semblables études dans les protubérances à caractère éruptif.

Solar prominences, known as singular perturbations of the solar corona, are complex structures confining a dilute and cold plasma, immersed in the hot corona plasma medium. Many different methods of spectroscopy analysis allow measuring the physical plasma parameters in solar prominences which are, in turn, the basis and constrains to the construction of any theoretical model. The answers to critical questions of mass support and stability strongly depend of their thermodynamic and magnetic conditions. The aim of this thesis work is, with the help of observations from SOHO (Solar Heliospheric Observatory) satellite, to measure several plasma parameters, like temperature, density and electronic pressure. We have registered solar prominence spectra in the UV / EUV domain. For this, we have observed line profiles from a large number of chemical elements in different ionisation states. The information we have obtained from the observed features allow us to perform the diagnostic of certain parameters such as emission measure, Doppler velocities, material fluxes and electronic density. The velocities of non-resolved motions in prominences give us a signature about an energy transport made by magnetohydrodynamic or Alfvén waves. We have proposed a magnetic flux tube model to represent the prominence morphology and we find some clues about the magnetic field lines behaviour with temperature. The set of observational data we have obtained is a unique occasion to test existent theories and encourage the study of active phenomena such as eruptive prominences.