Ecole Doctorale Energie Matériaux Sciences de la Terre et de l

ED EMTSU
Ecole Doctorale
Energie Matériaux Sciences de la Terre et de l’Univers
Formulaire de demande de
Contrat doctoral institutionnel 2015
1. Informations administratives :
 Nom du Directeur de thèse : Thierry Dudock De Wit
 Nom de l’éventuel co-Directeur : Matthieu Kretzschmar
 Le cas échéant nom, date de recrutement et date de soutenance d’habilitation
programmée du co-encadrant : date prévue de soutenance HDR de Matthieu Kretzschmar :
Juin 2015
 Unité : CNRS n°7328 , LPC2E
 Email du Directeur de thèse : matthieu.kretzschm[email protected]
2. Titre de la thèse : Variabilité solaire et stellaire: analyse du lien entre l’activité photosphérique et
chromosphérique
3. Résumé :
De nombreuses étoiles, dont le Soleil, sont caractérisées par une forte activité magnétique qui génère
différents types de phénomène -des éruptions à la variation du flux lumineux stellaire total et
ultraviolet en particulier- et qui peut influer sur les conditions d’apparition et de maintien de la vie tout
comme impacter nos infrastructures technologiques.
L’activité magnétique des étoiles se manifeste par l’apparition et l’évolution de structures magnétiques
appelées tubes de flux, dont les propriétés physiques diffèrent de leur environnement, ce qui résulte en
un changement de brillance à la surface de l’étoile. Parmi ces structures, on distingue notamment des
zone plus sombre (taches) et d’autres plus brillantes (facules dans le visible, plage dans l’ultraviolet,
réseau pour les petites structures). Les plages ou régions actives chromosphériques qui se situent plus
haut dans l’atmosphère et rayonnent dans l’ultraviolet on un impact direct sur la chimie des
atmosphères planétaires car elles rayonnent dans l’ultraviolet. Précisons que le profil radial de ces
structures évoluent avec les conditions physiques de l'atmosphère et à une tache qui apparaît sombre
dans la photosphère correspond en générale une plage brillante dans la chromosphère.
Des modèles de variation du flux lumineux stellaire existent et sont exploités différemment selon le
contexte. Dans le cadre de la recherche d’exoplanète et l’étude de l’activité stellaire, on modélise les
variation de flux stellaire observées dans le visible par l’apparition et l’évolution de taches. Dans le
cadre du Soleil, pour lequel on dispose notamment de carte de champ magnétique sur la surface solaire
(la photosphère), on prend également en compte les facules, plages, et le réseau, essentielle pour
l’ultraviolet. Une difficulté principale et récurrente consiste à déterminer la distribution de brillance
dans la chromosphère alors que les entrées des modèles concernent la photosphère. Cette difficulté
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explique pourquoi les modèles prédisent des variations différentes dans l’ultraviolet.
Le travail proposé consiste à lier les manifestations de l’activité magnétique solaire dans la
photosphère aux variations de brillances dans la chromosphère. Pour cela, l’étudiant analysera les
images multi-longueurs d’onde et les cartes de champs magnétiques produites par les instruments AIA
et HMI du satellite de la NASA SDO; il s’appuiera également sur des travaux déjà réalisés dans
l’équipe sur le traitement de ces images. L’objectif est d’étudier le contraste des régions
chromosphériques en fonction du champ magnétique photosphérique et du niveau d’activité solaire,
ainsi que de leur position et de leur taille. Si le temps le permet ensuite, l’étudiant s’appuiera sur cette
première partie pour étudier dans quelles mesures les relations trouvées dans le cas solaire peuvent -ou
non- être extrapolées aux autres étoiles, en prenant en compte les différents paramètres physiques qui
influent sur ces relations. Une piste de travail alternative consiste en l'amélioration des modèles de
variabilité des flux stellaires pour l'étude l'activité stellaire et la détection d'exoplanètes, en se basant
sur les modèles plus évolués dans le cas solaire.
La thèse se déroulera au Laboratoire de Physique et Chimie de l’Environnement et de l’Espace
(LPC2E) au sein de l’équipe « plasmas spatiaux » dont une des activités concerne la variabilité
solaire, notamment à travers différents projets européens. L’étudiant travaillera dans un contexte
international et sera appelé à se déplacer pour aller à des ateliers et présenter ses résultats dans des
conférences.