Dynamique de la surface solaire : Observations Aux petites et moyennes échelles Dans le soleil...

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