Thèse soutenue

Transport et énergisation des ions planétaires dans les flancs magnétosphériques du mercure
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Auteur / Autrice : Sae Aizawa
Direction : Dominique DelcourtNaoki Terada
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 15/02/2019
Etablissement(s) : Sorbonne université en cotutelle avec Tōhoku Gakuin Daigaku (Sendai, Japon)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique des plasmas (Palaiseau, Essonne ; 1997-....)
Jury : Président / Présidente : Yasumasa Kasaba
Examinateurs / Examinatrices : François Leblanc, Yuto Katoh, Takahiro Obara
Rapporteurs / Rapporteuses : Hideyuki Usui, Jim Raines

Résumé

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Dans cette thèse, par des méthodes numériques et l’analyse de données, le transport et l’accélération d’ions suite aux tourbillons KH qui peuvent se développer dans les flancs de la magnétosphère de Mercure sont examinés. Ici, l’échelle des variations du champ électrique peut être comparable à celle du mouvement de giration des ions lorsque les ions lourds d’origine planétaire (e.g., O^+, Na^+, ou K^+) se combinent à la complexité des champs électromagnétiques issus du développement des tourbillon KH. Les ions peuvent donc être accélérés de façon non-adiabatique lors de leur passage à travers la magnétopause de Mercure. Nous nous concentrons sur les effets des variations spatiale/temporelle du champ électrique le long du trajet ionique. Nos résultats montrent que l’intensification du champ, plutôt que le changement de son orientation, est responsable de l’accélération non-adiabatique à grande échelle des ions. Cette accélération se produit systématiquement pour les ions ayant des faibles énergies initiales dans la direction perpendiculaire au champ magnétique. Le gain énergétique étant du même ordre que l’énergie correspondant à la vitesse maximale de dérive ExB. Le transport des ions est aussi contrôlé par l’orientation du champ électrique de la magnetogaine. Comparant les données de MESSENGER, nous pouvons conclure que le nombre d’ion du groupe Na^+ détectés par FIPS augmente avec la présence d’ondes KH. Bien que nos résultats numériques supposent certaines différences dans la distribution énergétique des ions, nous n’avons pas trouvé de telles disparités. Pour mieux étudier ces conclusions, des études plus approfondies basées sur BepiColombo s’avèrent nécessaires.