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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 Meunier Observatoire Midi-Pyrénées

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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

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La granulation

Pic du Midi

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Distribution en taille

Hirzberger et al, 1999Roudier & Muller, 1987

Pas de taille caractéristique :

2 arcsec

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Hirzberger et al, 1999

Pic du Midi

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Hirzberger et al, 1999

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Granules explosifs

Hirzberger et al, 1999

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Rieutord et al, 2000

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La Palma

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Hirzberger et al, 1999

Mesogranulation

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Analyse spectrale

Rieutord et al, 2000

Pixel 0.7 arcsec

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Pixel 1.96 arcsec

Rieutord et al, 2000

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Hathaway et al, 2000

supergranulation

granulation

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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

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Organisation en famille

Roudier et al, 2003

Temps

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Roudier et al, 2003

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Roudier et al, 2003

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Dynamique grande échelle à partir de celle des

granules

Pic du Midi, Roudier et al

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Importance des zone de fortes divergences

positives

Rieutord et al, 2000

1 minute

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Roudier et al, 20031 minute

Tree fragmenting granules

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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 ?

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Lien supergranulatio

n - réseau magnétique

• V doppler• Intensité

MDI/SOHO

Influence de B sur :

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Paniveni et al, 2004

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Cellules géantes ?

• Pas détection directe claire

• Plusieurs résultats marginaux contradictoires

• Indirect : Alignement N-S des supergranules ?

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Lisle et al, 2004

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Lisle et al, 2004

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Dans les régions actives

La Palma

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La structure de la pénombre

La Palma

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Effet Evershed Ombre

Pénombre

Ombre Balthasar et al 2002

Schmidt & Schlichenmaier 2000

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La Palma

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Evolution des régions actives

MDI/SOHO

+

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MDI/SOHO

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MDI/SOHO

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Rieutord et al, 2000

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Simon et al, 2000

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Berger et al, 1998

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A l’échelle globale …

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EIT/SOHO

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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

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La rotation

MDI/SOHO

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MeudonMDI/SOHO

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La rotation des traceurs magnétique

s

Beck, 2000

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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

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MDI/SOHO

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MDI/SOHO

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La rotation interne et en surface

d’après l’héliosismologie

MSI/SOHO

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Gonzalez-Hernandez & Patron, 1999

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Gonzalez-Hernandez

& Patron, 1999

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Beck et al, 2000

40 Mm

30 Mm

14 Mm

90 Mm

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La circulation méridienne

Vers le pôle Nord

Vers le pôle SudMeunier 1999

35 m/s

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Zhao & Kosovichev, 2004

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Haber et al, 2002

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Meunier, 2004

Correlation tracking

Suivi de structuresmagnétiques

Rotationdifférentielle

Circulation méridienne

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Ribes & Bonnefond, 1990

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• 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

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Howe et al, 2002

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Torsionaloscillations

GONG

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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

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Vorontsov, 2003

Résultats symétrisés

22 m/s

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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 ?

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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 …

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Donati et al , 1999

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Magnetic spots

Cool spots

Donati et al , 2003

Temporal variations

1996

1997