C'est à l'occasion du 1st Solar Polarization Workshop en 1995, que V.V. Ivanov (Saint Pétersbourg, Russie) propose de baptiser second spectre solaire cette nouvelle "fenêtre" pour le diagnostic du magnétisme solaire.

La polarisation de résonance de la raie du Strontium neutre @ 460.7 nm

F. Paletou (OCA & THÉMIS), G. Molodij (CNRS/UPS 853 THÉMIS), J. Ballot (Université de Paris XI, Orsay), M. Collados Vera (IAC), J. Trujillo Bueno (IAC)

Les toutes premières mesures de la polarisation de résonance de la raie de SrI (460.7 nm) ont été effectuées par E. Wiehr au milieu des années 70 (Wiehr 1978, 1981) avec le Grégory Coudé Telescope de Locarno (Suisse), puis par Stenflo et al. (1980) à Sac Peak (NSO & HAO, USA).

Elles ont alors été plus récemment refaites, toujours à l'IRSOL (Locarno) ainsi qu'au Mac Math (NSO/KP, USA) avec le polarimètre ZIMPOL du groupe de Zurich (Stenflo et al. 1997).

Cette raie du "second spectre solaire" est, d'une part, l'une des mieux comprises théoriquement et, d'autre part, l'une des plus observées pour le diagnostic du "magnétisme solaire faible" par effet Hanle (Faurobert-Scholl 1996).

Nous avons effectué le 29 Mai 2000 de nouvelles mesures à cette longueur d'onde en utilisant le mode MTR de THÉMIS. Les profils de polarisation linéaire que nous présentons sur cette figure [Jérôme BALLOT, Stagiaire de Magistère de Physique, Paris XI - Orsay (Avril-Juillet 2000)] ont été obtenus en sommant 50 images (par paramètre de Stokes) et, en cumulant les profils de chaque ligne de l'image moyenne. La sensibilité polarimétrique ainsi atteinte est de l'ordre de 5 x 10^-4. Mis à part la grande qualité de la mesure de la polarisation linéaire de la raie du Strontium, la dépolarisation du continu au niveau de la raie du Fer neutre adjacent est parfaitement bien détectée !

C'est une "première" très encourageante pour la mesure des polarisations faibles à THÉMIS.

L'énigmatique polarisation linéaire des raies D du Sodium...

F. Paletou (OCA & THÉMIS), G. Molodij (CNRS/UPS 853 THÉMIS)

Les pionniers furent les mêmes : Jean-Louis Leroy (le premier astronome résident à THÉMIS !) pour la mesure de la polarisation près du bord solaire, au voisinage (spectral) des raies D au moyen de filtres colorés (1972), Eberhard Wiehr ensuite pour les premiers "détails" (profils, variations centre-bord ; 1975, 1978), puis Stenflo et al. (1980).

On assiste alors à un saut qualitatif important avec les observations d'Avril 1995 faites avec ZIMPOL au Mac Math (NSO/KP) par Christoph Keller et Jan Stenflo (Stenflo & Keller 1997). Parmi les nombreux résultats obtenus depuis par ces deux astronomes, le profil de polarisation linéaire Q/I est l'un des plus spectaculaires, l'un des plus célèbres du second spectre solaire, sans aucun doute. Mais...

Les profils de polarisation linéaire du doublet D du Sodium neutre résistent encore à toute interprétation théorique satisfaisante. En effet, Egidio Landi Degl'Innoncenti (1998) a invoqué de la polarisation atomique du niveau inférieur (de la transition) afin de pouvoir reproduire par la modélisation les pics des profils observés. Or, ce mécanisme ne peut être à l'oeuvre en présence de champs magnétiques d'intensité supérieure à quelques 10 mGauss - à moins qu'il ne s'agisse de champs verticaux ou quasi-verticaux.

On abouti alors à une situation paradoxale dans la mesure où ceci est en désaccord avec la mise en évidence d'un champ magnétique photosphérique turbulent de l'ordre de 10 Gauss, et d'une "canopée" chromosphérique (où le champ magnétique est quasiment horizontal), grâce à l'effet Hanle mesuré, en particulier, sur les raies de SrI (460.7 nm) et CaI (422.7 nm).

De nouvelles observations sont donc nécessaires afin de contribuer à lever le "paradoxe du Sodium". THÉMIS doit être en mesure de permettre les observations spectropolarimétriques de très haute qualité dont a besoin la physique solaire contemporaine. Un nouveau pas sera franchi cette année comme l'atteste le profil obtenu à THÉMIS le 7 Avril 2000. L'observation a été faite fente parallèle au bord, à environ 10" du limbe nord solaire (en bleu le profil d'intensité a été mis à une échelle adéquate et superposé au profil de polarisation linéaire caractéristique de D2 près du bord). Pour l'anecdote, cela s'est passé deux jours après la visite du télescope par Eberhard Wiehr et Michele Bianda ;-)

N'oublions pas que l'une des caractéristiques qui font de THÉMIS un télescope unique, c'est la possibilité d'y faire des observations multi-raies avec le mode MTR. L'observation simultanée de multiplets (e.g. Sodium D, Magnésium b, Calcium [triplet infrarouge]) ou encore de raies absolument complémentaires pour un diagnostic particulier (e.g. H-alpha [Hydrogène] et D3 [Hélium] pour les protubérances) est alors possible avec une analyse de polarisation pour tous (4) les paramètres de Stokes.

Références

• Brückner, G.: 1963, Z. Astrophys. 58, 73
• Faurobert-Scholl, M.: 1996, Solar Phys. 164, 79
• Jäger, F.W.: 1954, Z. Astrophys. 34, 237
• Jäger, F.W.: 1957, Z. Astrophys. 43, 98
• Landi Degl'Innoncenti E.: 1998, Nature 392, 256
• Leroy, J.L.: 1972, A&A 19, 287
• Povel, H.P.: 1995, Optical Engineering 34, 1870
• Redman, R.C.: 1941, M.N.R.A.S. 101, 266
• Stenflo, J.O., Baur, T.G., Elmore, D.F.: 1980, A&A 84, 60
• Stenflo, J.O., Bianda, M., Keller, C.U., Solanki, S.K.: 1997, A&A 322, 985
• Stenflo, J.O., Keller, C.U.: 1996, Nature 382, 588
• Stenflo, J.O., Keller, C.U.: 1997, A&A 321, 927
• Wiehr, E.: 1975, A&A 38, 303
• Wiehr, E.: 1978, A&A 67, 257
• Wiehr, E.: 1981, A&A 95, 54

Auteur : Frédéric Paletou
E-mail: paletou@obs-nice.fr
Fax: (+34) 922 605 194
Tél: (+34) 922 605 190 ou 232
Mis à jour le : 10 Juillet 2000