Amine Announ
Doctorant
Equipe de recherche : Théorie des Plasmas
CPHT, Ecole Polytechnique, 91128 Palaiseau cedex, France
01 69 33 42 94
prenom.nom@polytechnique.edu
Bâtiment 6, Piéce 06.1021
Thématiques de recherche
Chauffage de la couronne solaire
Structures du Soleil calme/actif
Reconnexion magnétique
Ondes magnétiques et transport d’énergie
Couplage champ magnétique – plasma
Thèse
Etude et caractérisation de l'atmosphère solaire pour les observations DKIST et Solar Orbiter .
Directeurs de thèse : Tahar Amari et Éric Buchlin (Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS/CNRS), Orsay)
Résumé de la thèse
Avec une température de surface d’environ 6~000~K à la photosphère atteignant plus de 1 million de degrés dans la couronne, l’atmosphère solaire présente une structuration thermique prononcée. Celle-ci résulte de mécanismes de chauffage encore mal compris, y compris dans le Soleil calme, ce qui constitue un défi majeur en physique solaire.
Les observations récentes des missions Solar Orbiter (ESA) et Parker Solar Probe (NASA) ont révélé une diversité de structures dynamiques, souvent à très petites échelles spatiales et altitudinales, encore mal identifiées. Parmi celles-ci figurent les campfires et switchbacks, qui s’ajoutent aux structures déjà connues comme les mottles, jets, blinkers, tornades, spicules de types~I et~II, ou encore les fines structures de la granulation observées à très haute résolution par le Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST).
Comprendre l’origine et la dynamique de cette grande variété d’échelles --- allant de quelques dizaines à plusieurs dizaines de milliers de kilomètres --- dans le Soleil calme est essentiel pour l’interprétation des données de Solar Orbiter.
À environ 4~000~km au-dessus de la photosphère, la température atteint déjà le million de degrés. À de telles altitudes, les mesures \textit{in situ} (PSP, Solar Orbiter) deviennent possibles, mais elles restent inaccessibles pour les couches plus basses, là où les processus de chauffage prennent naissance. Les instruments de télédétection à bord de Solar Orbiter permettent certes d’observer indirectement ces régions, mais ne suffisent pas à eux seuls à élucider les mécanismes physiques sous-jacents. En particulier, le champ magnétique --- acteur central de ces processus --- ne peut être mesuré directement que dans la photosphère, sans accès direct aux couches où s’exercent les forces et où se produit la dissipation.
Dans ce contexte, les reconstructions de l’environnement magnétique fondées sur les observations de Solar Orbiter, combinées à des simulations numériques magnétohydrodynamiques (MHD), apparaissent comme des outils essentiels et complémentaires, des techniques de l'apprentissage profond scientifique, pourront être intégrées pour améliorer l'efficacité des simulations. Ces approches permettront d’explorer les régions inaccessibles à l’observation directe, d’orienter l’interprétation des données, et de tester des hypothèses physiques. Le travail s’inscrit ainsi dans la continuité des recherches menées au sein de l’équipe accueillante, notamment sur le rôle possible de la reconnexion magnétique à petite échelle dans le chauffage chromosphérique, ainsi que celui des éruptions intermédiaires et des ondes magnétiques à plus grande échelle.
L’objectif est de confronter les résultats des simulations aux données de Solar Orbiter, dans différentes couches de l’atmosphère solaire. On recherchera en particulier les signatures de jets, de reconnexion magnétique, de spicules, de campfires et d’ondes, à travers certaines observables telles que la densité ou la vitesse du plasma. Les données de l’instrument PHI permettront de reconstruire le champ magnétique vectoriel photosphérique, tandis que les images d’EUI seront confrontées aux images synthétiques issues des simulations, dans les longueurs d’onde pertinentes pour les basses couches de l’atmosphère où les mécanismes énergétiques se déclenchent. Les résultats seront également comparés aux observations haute résolution du DKIST, notamment pour les structures granulaires, afin d’évaluer la validité des simulations aux plus petites échelles résolues.