• Opacité du SoleilRayonnement EM: information de surface

• 1960 : observation des mouvements de la surfacemouvement réguliers & de faible amplitudeP ~ 5 minutesVitesse des couches gazeuses ~ quelques mètres/s

• 1970 : explications théoriquesreflet de mouvements globaux qui affectent l’ensemble du soleilInterférences constructives d’ondes pénétrant + ou - profondément

• distinction sismologie terrestre & solaire

L’Héliosismologie

« Dis-moi comment tu oscilles, je te dirai qui tu es »

• Ondes sonores

« Modes p » Hautes fréquences 3 min < P < 1 heure µ > 103 km amplitude ~ 15 cm/s Variation d’intensité ~ 1/million

Origine des oscillations solaires

Deux types d’ondes:

• Ondes de gravité

« Modes g » Basses fréquences P > 40 min ondes piégées dans la zone radiative + bruit solaire (granules)

Observations non certaines!

Origine des oscillations solaires

• Excitationcouche limite turbulente sous la surface solaire

• Propagation vers l’extérieur :chute de la densité du gazréflexion en surface& transmission (onde évanescente)Pour f < fcoupure

(reliée à l’échelle de hauteur de densité)

• Propagation vers l’intérieur :réfraction due à la variation de température~ onde lumineuse se propageant dans un milieu à indicevariable

• Ondes confinées dans une cavité : modes résonants

La profondeur & distanceparcourues avant de heurter ànouveau la surface dépendentde la longueur d’onde.

Equations des oscillations solaires

Variables: P, ρ , v, ξ

• Conservation de la masse

• Conservation de la quantité de mouvement

Les équations:

• Equation de Poisson

• Conservation de l’énergie Exposant adiabatique

+

Linéarisation des équations/modèle sphérique

Harmoniques sphériques

v = d ξ /dt

Description des modes

Mode: caractérisé par les 3 nombres n,l et m

l : nombre total de nœuds

Degré de l’onde: nombre de rebonds qu’effectue l’onde

Lié à la profondeur de pénétration de l’onde

l = 0 vibration globale du Soleil (pénètre jusqu’au cœur)

n : nombre de nœuds dans la direction radiale

m : nombre de nœuds sur un méridien

Harmoniques sphériques Y (m,l)

Carte des harmoniques sphériques

0 < l < 9 (lignes)

0 < m < l (colonnes)

Structure en bande à l’équateur (m=0)

Structure en quartiers méridiens qd m=l

Confinement proche de l’équateur qd m/laugmente

Quelques résultats apportés parl’héliosismologie

• Et dans l’avenir? Mission COROT(astérosismologie)

• Détection des oscillations

• Analyse des données: ETAPES

Décalages Doppler

Variations d’intensité lumineuse dans une raie

Traitement d’une suite d’images

Spectre à 3D

Modèle: pour chaque mode:

µ propre , largeur, amplitude

Interprétation de ces paramètres

Rotation du soleil sur lui même

Mesure de la vitesse du son