Etude du vent solaire à grande échelle

Study of solar wind large-scale properties

• Auteur / Autrice : Gaétan Le Chat
• Direction : Nicole Meyer-Vernet, Karine Issautier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie et astrophysique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie des plasmas

Vents solaires

Soleil -- Activité

Résumé

Certaines des propriétés du vent solaire sont incomprises, tel que le transport de l'énergie dans un plasma peu collissionnel. La spectroscopie du bruit quasi-thermique est un outil fiable pour mesurer la température des électrons et leurs propriétés non thermique, nécessaires pour comprendre les propriétés du transport. Le bruit quasi-thermique est produit par les fluctuations du champ électrique causées par le mouvement des charges du plasma directement mesurées par une antenne et un récepteur radio suffisamment sensible. L'étude de ce bruit permet de déterminer les moments des distributions de vitesse. De nombreux résultats ont ainsi été obtenus avec la sonde Ulysse, en décrivant les distributions des électrons par une somme de Maxwelliennes. Cependant l'instrument ne permet pas une mesure précise de la température totale des électrons dans ce cas. Une nouvelle méthode spectroscopique de ce bruit, utilisant une distribution des électrons de type kappa est donc proposée et appliquée aux données d'Ulysse, montrant un comportement de la température intermédiaire entre adiabatique et isotherme, et un paramètre kappa constant avec la distance au Soleil. Deux exemples d'interactions plasma-poussières sont ensuite présentées : les nanoparticules dans le vent solaire à une unité astronomique et la modification du champ magnétique interplanétaire par les poussières cométaires. Enfin, une comparaison du flux d'énergie, très stable dans le vent solaire, est effectuée pour de nombreux vents stellaires, mettant en évidence une similitude entre les étoiles de types solaire et les géantes froides et une conséquence de l'accrétion de matière des T-Tauri.

Some features of the solar wind still remain not understood, as the transport of the energy in collision less plasmas. Quasi-thermal noise spectroscopy is a reliable tool for measuring accurately the electron density, temperature and non thermal properties which can give important dues to understand the transport properties. This noise is produced by the quasi-thermal fluctuations of the particles and allow to measure the moments of their velocity distributions. This method, using a sum of Maxwellian as the electron velocity distribution, has produced a large amount of results with the Ulysses mission. Nevertheless, some limitations on the radio receiver prevent an accurate measurement of the total temperature of the electrons with this model. A new method using kappa distribution is proposed and its application on the Ulysses data shows a variation of the temperature between an adiabatic and isothermal behaviour, and a constant kappa parameter. Then, two examples of plasma-dust interactions are studied: the acceleration of nano dust by the solar wind and their detection in the solar wind at one astronomic unit; and the interplanetary magnetic field enhancements possibly due to an interaction between the solar wind and cometary dust. Finally, a more global point of view is taken. The energy flux of the solar wind is almost constant, nearly independent on wind speed and solar activity. A comparison of the energy flux of a spread of stellar winds is made. A shared process at the origin and acceleration of the main-sequence stars and cool giants' winds is suggested. T-Tauri stars' winds show a possible result of an accretion powered wind.