THESE DE DOCTORAT
de l'Université Paris VI Pierre et Marie Curie
Spécialité Méthodes Instrumentales en Astrophysique et leurs Applications Spatiales

GUILLAUME AULANIER

Modélisation tridimensionnelle de configurations magnétiques à l'équilibre appliquées aux observations d'éruptions et de protubérances solaires


Thèse préparée au sein du Département d'Astronomie Solaire et Planétaire de l'Observatoire de Paris-Meudon sous la direction de Brigitte Schmieder et Pascal Démoulin

Soutenue le 23 novembre 1998



Résumé :

Le travail effectué dans cette thèse a premièrement consisté au développement et à l'utilisation de méthodes permettant la modélisation de configurations magnétiques à l'équilibre, en trois dimensions. Ces modèles ont été contraints par l'utilisation d'hypothèses physiques applicables à l'atmosphère solaire, dans le cadre de la magnétohydrodynamique (MHD). La comparaison des configurations ainsi modélisées aux observations multi-longueur d'onde de différents phénomènes de l'atmosphère solaire, obtenues lors de campagnes d'observations coordonnées entre des instruments au sol (VTT, Kitt Peak, Meudon) et spatiaux (Yohkoh, SOHO), a été effectuée. Celà a non seulement conduit à contraindre et à valider les modèles utilisés, mais aussi à comprendre des observations complexes et à les inclure dans le cadre d'une même théorie.

Le premier cas étudié a été celui de configurations magnétiques ayant des topologies tridimensionnelles complexes, conduisant à des phénomènes éruptifs. Les lieux possibles de reconnexion des lignes de champ ont été recherchés dans les champs magnétiques calculés à partir des champs photosphériques observés, en utilisant la méthode des ``quasi-séparatrices'' (QSLs). Les résultats ont permis d'interpréter divers éléments observationnels de deux éruptions observées, tels que le flux émergeant, les boucles post-éruptives et les rubans chromosphériques. La mise en évidence de lignes de champ tangentes à la photosphère, dont le lieu des points tangents forme une ligne courbe appelée le ``bald patch'' (BP), a permis de prouver le rôle controversé de telles configurations dans une éruption de petite taille.

Un modèle magnétique tridimensionnel a été développé, satisfaisant un grand nombre de contraintes observationnelles, pour la description du champ magnétique dans les protubérances/filaments, ainsi que dans leur environnement. Ce modèle a mis en évidence la présence de lignes de champ ayant des ``creux magnétiques'' pouvant maintenir le plasma dense à l'équilibre dans le corps de ces objets extrêmement stables, mais aussi dans leurs pieds sous-jacents et latéraux. La distribution continue de ``creux magnétiques'' jusqu'à la photosphère a là encore révélé la présence de BPs dans les pieds des protubérances/filaments. Un scénario de chauffage du plasma par dissipation ohmique dans les lignes de champ ayant des BPs a été proposé.

La mise en commun des éléments théoriques et observationnels déduits de ces deux études a finalement permis la modélisation de l'évolution du cisaillement magnétique d'une région active observée, ainsi que l'interprétation de l'éruption partielle de son filament sous la forme d'une éjection de masse coronale (CME).



Chapitres et articles de la thèse disponibles sous forme de fichiers postscript :