& Journée Pierre Bourge
22 Juin 2014
Georges Saccomani
notre savoir faire : Explosion thermonucléaire Tsar Bomba 57 Mégatonnes en 1961 URSS
Le photon prend de 100000 à 200000 ans pour parvenir à la surface Solaire!En changeant de nature : de γ à visible
Le « cœur » du Soleil
La Rotation du Soleil
Hé oui il tourne
et il passe cycliquement du repos à une pleine activité
magnétiqueTous les 11 ans
C’est une Méga dynamo électromagnétique
Au dessus du cœurune immense sphère de gazPrincipalement H et HeDont la température superficielle voisine 6000 KEt dont le diamètre vaut 1,5 Millions de km
Son Volume peut englober 2 millions de Terres !
La distance à la Terre est une référence :1 UA = 150 Millions de km
COMMENÇONS PAR UNE OBSERVATION TERRESTRE
Lunette WOapo 80
APN NikonD 100
Le Soleil joue à cache-cacheTunisie 3 oct 2005 éclipse annulaire
Le Soleil
joue à cache-cache
Éclipse totale
La couronne
Turquie 29 mars 2006
Lunette 100 mmKometenshucker
Facteur d’échelle x 1,8Dm = 0,559 UA
mercure
Le Soleil et Venus en transit le 8 juin 2004Télescope Meade 253 mm FD10 Rapport Venus/Sol x 3,5
Hinode
Prochain passage 11 nov. 2117
Domaine HαLunette WO apo 60 mmFiltre Coronado 60 mmλ = 0,6563 µmΔλ = 0,7 Ä
Cette image nous montre des phénomènes éruptifs (protubérances) dont la taille se compte en dizaines de milliers de km
Le Soleil
En VisiblePar SDO
À 4500 Ä5/08/2012
Photosphèreet structures
Tache
Facules
Supergranulation
Le Soleil
Photosphère enHaute résolution
GranulationsDurée de vie
8 mn
Filaments
Tache Solaire (bilan radiatif = 12)
Vue par le télescope Suédois SST muni d’un héliostatLe must des Observatoires au sol (Canaries)
T = 5700 K
3700 K
4700 K
5000 km
TERRE
La photosphère nous montre un aspect quasi uniforme.Seules des taches solaires d’apparition cyclique perturbent ce calme apparentQuelles informations tirer dans le domaine visible?Pas mal de choses :•Analyse Spectrale >>> Composition du soleil Photosphère/chromosphère•Analyse en polarisation >>> Mise en évidence des domaines magnétiques•Analyse Doppler >>> Distribution en vitesse radiale de la surface solaire•Sismologie >>> Structure interne
DOPPLER
MAGNETOGRAMME
Étendue
17 décadesOu56 Octaves
Dans l’étendue du spectre exploitable la vision humaine occupe une place plus que modeste
Sources Radio Poussières froides Molécules / Sys stellaires FNC
ASTRONOMIE
Pulsars/SupernovaeQuasars Trous noirs GRB
Domaine sol
Domaine espace
2897
3T k
GÉNÉRALE
Pour exploiter l’ensemble du spectre sans interruption
l’astronomie spatiale est seule dans la course
Transmission atmosphérique en visible et infrarouge
VISIBLE
Ir 3FLIRTBB = 20 °c
PASSONS EN REVUE
Georges Saccomani
GammaXUV
HUBBLE
WISE
Hessi
SDO(géosync)
Stereo A
Stereo B
Hinode (Japon)SOHO (L1)
Iris
Visible
Le Soleil en multispectral vu de l’espace par le Solar Dynamic Observatory SDO
Lancé le 11 fév. 2011 en orbite géostationnaire cet observatoire Spatial permet l’étude continue du visible à l’extrême Ultraviolet. Ses senseurs couvrent la gamme visible et UV en 10 sections
Le soleil en
Multi spectral UV
ChromosphèreCouronne
!!!
Un Océan en furieOrchestré par le
champ magnétique
Flashs
Vagues monstrueuses
de plasma
CME
Rayonnements Radio, IR, UV, X, γ SOHOcomposite171_195_284Ä
Le Soleil
Photosphère en
monochromatique
Visible à 4500 Ä
Un calme Trompeur !
Le Soleil
Photosphère en
Monochromatique
UV À 1700 Ä
Le Soleil
Photosphère en
Monochromatique
UV À 1600 Ä
Le Soleil
Cromosphère et basse couronne
SDOMonochromatique
UV À 335 Ä
La couronne se montre
On ne plaisante
plus !
Le Soleil Chromosphère et basse couronne en multi canaux
Le Soleil
Chromosphèreen bande X
1 à 70 Ä ou0.1 à 7 nm ou0,1 à 13 keV
Le Soleil
ChromosphèreEt basse couronne en Multispectral
335_201_ 193 Ä
La Rotation du Soleil
Hé oui il tourne !
Mais comme c’est une « boule » de gaz sa rotation
n’est pas homogène
Cette activité entraîne aussi une partie de la matière solaire sous forme de plasma composé de 73 % d'hydrogène et 25 % d'hélium. Ce plasma de matière suit les lignes de champs magnétiques et accélère sa course en se rapprochant de l'extérieur du soleil.
Ces vagues forment des spicules qui sont des tubes solides d’un diamètre de seulement 500 km, remplis de gaz chaud se déplaçant à 22 km/s
Parfois une éruption « Flare » d’une extrême violence couplée à une Éjection de matière Coronale EMC ou CME) éjecte une grande quantité de matière dans l’espace.
Voyons ces phénomènes en dynamique
Latitude (°) Durée de rotation (Jours)
0 (équateur) 24
30 28
60 30
75 32
La rotation du noyau solaire, plus rapide à l'équateur qu'aux pôles crée des lignes de champ qui « s'entortillent » et qui forment des boucles sur la couche extérieure.
La Rotation du Soleil
C’est une formidable dynamo entremêlant courants de
plasma et lignes de champ magnétique aussi bien à
l’intérieur qu’à l’extérieur du soleil
et il passe cycliquement du repos à une pleine activité
magnétiqueTous les 11 ans
Le Soleil une formidable dynamo Soumise à un cycle de 11 ans qui voit s’inverser la polarisation magnétique globale.
Le gaz hydrogène/hélium porté à haute température est un plasma Le plasma est un milieu conducteur (électrons libres)Le courant induit le champ magnétiqueLa variation de Champ crée un Courant électriqueIl s’ensuit un formidable ballet Champ magnétique / Plasma
Le Soleil vu de l’espace par SDO
Le Best of de SDO 2ème année
SDO_Year 2.wmv
Gravité 28gVlib 618 km/s
La Couronne
Solaire
COURONNE
PLEINE DE MYSTÉRE
LE PLASMALe plasma solaire est une « soupe » de particules ionisées et d’électronsLe plasma constitue la totalité de la matière solaire. Crée par les hautes températures ce plasma est dit chaud par opposition au plasma des nébuleuses gazeuses dont le plasma de faible pression est excité par le rayonnement UV des jeunes étoiles.
Les plasmas sont extrêmement répandus dans l’UNIVERS puisqu'ils représentent plus de 99 % de la matière connue.
Toutefois, ils sont pratiquement exclus (hors laboratoires, éclairs des orages, éclairage, fusion thermonucléaire..) de notre environnement terrestre étant données leurs conditions d'apparition très éloignées des conditions nécessaires à la vie terrestre.
Les propriétés électromagnétiques du plasma sont notamment plus complexes que celles des milieux non ionisés leur étude est l’objet ,entre autres, de la magnétohydrodynamique .
Les évolutions spectaculaires du plasma dans le complexe champ magnétique solaire découlent directement des propriétés de couplage Plasma/champ
La couronne Solaire
Le mystère Comment un corps à 5700K peut en chauffer un autre à 2,5 MK ??SOHOCompositeBlue 171Ä_Fe8 1MKYell 195Ä_Fe11 1,5MKRed 284Ä_Fe18 2,5MK
SOHO malgré sa technologie vieillissante reste très utile !
SOHOcomposite171_195_284Ä
2,5 MK
1 MK
1,5 MK
La couronne Solaire
Chromosphèrebasse couronneEn UV Compositepar SDO
Résolution 4096x4096 pixels
500 Km/pixel
Spicules chromosphériquesSDO full disk.jpg
Le SoleilProfil de température depuis la photosphère (LESIA)
La Mystérieus
ecouronne
Solaire
Pour Contribuer à résoudre les mystères de la couronne l’observatoire Spatial IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph) est lancé 27 Juin 2013 par la NASA et activé en Juillet.L’image d’une résolution meilleure de SDO montre des régions d’émission du Silicium Si IV à 64000K + continuum UV à 9000K.
La couronne SolaireL’image Fournie par IRIS est d’une résolution meilleure que SDO et apte à analyser la région de transition.Télescope de 20cm
La couronne SolairePhénomènes participant au chauffage de la couronne
1.Les photons visibles et UV (insuffisant)2.Les ondes radio (insuffisant)3.Les ondes sonores (insuffisant)4.Les CME (transitoire et insuffisant)5.Courant électrique (insuffisant)6.La reconnexion magnétique provocant des petites éruptions réparties sur l’ensemble du globe solaire constituant un processus quasi continu.
OUI, Très probable
Le Soleil et les CME
De quoi parlons nous ?
D’une masse se chiffrant en Milliards de tonnesÉjectée pour partie dans l’espace à plus de 200 km/s
Accompagnée de :•photons d’une très large étendue spectrale•Protons•électrons relativistes
L’énergie mise en cause peut atteindre 1016 MjoulesAccompagnée d’un vacarme sonore inouï
Ce vent solaire arrive à la terre heureusement protégée par son bouclier magnétique et finit sa course en impactant le milieu Interstellaire à 7 milliards de km du soleil
Les Éruptions solaires de type Flash (Flares )
notre savoir faire : Explosion thermonucléaire Tsar Bomba 57 Mégatonnes en 1961 URSS
57 Mt de TNT = 2,4 1014 Joules soit 240 mille milliards de Joules
Hé bien : Il en faudra environ
10 milliards
de Tsar Bomba pour se comparer à un puissant « Flare » solaire de classe X10
Les Éruptions de type Flare (Flash)et les éjections de masse coronale
(CME) sont les phénomènes les plus intenses
du système SolaireEssayons une comparaison
ERUPTION
SPECTACULAIRE
Fontaines de matière et jeux de champs magnétiques
SDO Mai 2013Classe M5-7
200 000 km
Soho Comet crash.wmv
Un bouclier contre les colères du Soleil
Ce bouclier qui nous protège dépend de l’intensité de notre propre champ magnétique Celui-ci dépend de notre noyau en rotation dans sa gaine de fer et nickel en fusion
Or sa stabilité est mise en cause …Inversion N/S ……. A suivre
Malgré le Bouclier effets sur Terre des colères du Soleil
Météo
Champ électromagnétique Rayonnement X et cosmique