& 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