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Dynamique de la surface solaire : Observations
Aux petites et moyennes échelles Dans le soleil calme : granulation,
mésogranulation, supergranulation, cellules géantes
Dans les régions actives : effet Evershed, morphologie des régions actives, …
A l’échelle globale La rotation différentielle La circulation méridienne
Nadège MeunierObservatoire Midi-Pyrénées
La granulation
Pic du Midi
Distribution en taille
Hirzberger et al, 1999Roudier & Muller, 1987
Pas de taille caractéristique :
2 arcsec
Hirzberger et al, 1999
Pic du Midi
Hirzberger et al, 1999
Granules explosifs
Hirzberger et al, 1999
Rieutord et al, 2000
La Palma
Hirzberger et al, 1999
Mesogranulation
Analyse spectrale
Rieutord et al, 2000
Pixel 0.7 arcsec
Pixel 1.96 arcsec
Rieutord et al, 2000
Hathaway et al, 2000
supergranulation
granulation
Variation des propriétés des granules à l’échelle des
mesogranules• Dynamique des granules
influencée par la dynamique des mésogranules ?
• Mésogranules = manifestation de propriétés secondaires des granules ?
• Ondes ?• Corrélation spatiale entre
granules explosifs ?• Autre ?
Muller et al, 1990
Organisation en famille
Roudier et al, 2003
Temps
Roudier et al, 2003
Roudier et al, 2003
Dynamique grande échelle à partir de celle des
granules
Pic du Midi, Roudier et al
Importance des zone de fortes divergences
positives
Rieutord et al, 2000
1 minute
Roudier et al, 20031 minute
Tree fragmenting granules
La supergranulation
MDI/SOHO
• Echelle ~30 Mm• Vhor ~ 300-400 m/s• Vvert ~ qq 10 m/s à qq 100 m/s ???• Contraste I / V ???• Durée de vie ~24 h jusqu’à 50 h ?• Profondeur ?• Variation de la taille ?
Lien supergranulatio
n - réseau magnétique
• V doppler• Intensité
MDI/SOHO
Influence de B sur :
Paniveni et al, 2004
Cellules géantes ?
• Pas détection directe claire
• Plusieurs résultats marginaux contradictoires
• Indirect : Alignement N-S des supergranules ?
Lisle et al, 2004
Lisle et al, 2004
Dans les régions actives
La Palma
La structure de la pénombre
La Palma
Effet Evershed Ombre
Pénombre
Ombre Balthasar et al 2002
Schmidt & Schlichenmaier 2000
La Palma
Evolution des régions actives
MDI/SOHO
+
MDI/SOHO
MDI/SOHO
Rieutord et al, 2000
Simon et al, 2000
Berger et al, 1998
A l’échelle globale …
EIT/SOHO
3 techniques complémentaires
• Analyse Doppler directe• Héliosismologie
• Globale• Locale : « ring analysis », « temps-distance »
• Dynamique de structures spécifiques • Suivi direct, corrélations• Structures magnétiques (magnétogrammes
ou intensité), structures en vitesse
Rotation différentielleCirculation méridienne
La rotation
MDI/SOHO
MeudonMDI/SOHO
La rotation des traceurs magnétique
s
Beck, 2000
Nombreux résultats différents
• Mode de détermination des structures• Taches / facules / groupes de taches /
réseau• Taille des structures• Age des structures / growing - decaying• Polarité des structures• Phase du cycle
Ancrage des structuresÉvolution au cours de leur vie
Morphologie
MDI/SOHO
MDI/SOHO
La rotation interne et en surface
d’après l’héliosismologie
MSI/SOHO
Gonzalez-Hernandez & Patron, 1999
Gonzalez-Hernandez
& Patron, 1999
Beck et al, 2000
40 Mm
30 Mm
14 Mm
90 Mm
La circulation méridienne
Vers le pôle Nord
Vers le pôle SudMeunier 1999
35 m/s
Zhao & Kosovichev, 2004
Haber et al, 2002
Meunier, 2004
Correlation tracking
Suivi de structuresmagnétiques
Rotationdifférentielle
Circulation méridienne
Ribes & Bonnefond, 1990
• Rotation solaire : controversée– Plus rapide / moins rapide : nombreux
résultats !– Taches : plus rigide au maximum (Nesme-
Ribes et al 1993 par ex.) ; confirmé récemment pour les plages et le réseau magnétique
• Circulation méridienne : grande variabilité, mais lien avec le cycle à confirmer
Variation au cours du cycle solaire
Howe et al, 2002
Torsionaloscillations
GONG
Doppler :5 m/sPlus fort à basse latitude
Magnétique :10 m/sPlus fort à haute latitudeDécalé de 10 degrés : + lent là où cisaillement Doppler maximumSnodgrass 1991
Vorontsov, 2003
Résultats symétrisés
22 m/s
Quelques problématiques actuelles
Echelle globale : circulation méridienne en profondeur ? formation et dispersion des structures
magnétiques : ancrage, interaction avec supergranulation ?
variations au cours du cycle solaire
A moyenne / petite échelle : nature de la supergranulation ? réalité des cellules géantes ? variation des propriétés de la dynamique
au cours du cycle ?
Futures observations :principales orientations
• Soleil entier : multi-longueurs d’onde et champ magnétique, haute cadence temporelle
• Petit champ : très haute résolution spatiale, spectro-polarimétrie, haute cadence temporelle
• Il existe des projets intermédiaires …
Donati et al , 1999
Magnetic spots
Cool spots
Donati et al , 2003
Temporal variations
1996
1997