Pourquoi aller plus loin ?

L’apport essentiel des observations stéréoscopiques a permis de réaliser de grandes avancées sur la connaissance de la directivité des sursauts radio solaires de type III. Les missions franco-soviétiques Stereo ont fourni la première estimation fiable du diagramme d’émission apparent dans la couronne à 30 MHz et 60 MHz (Poquérusse 1984). Et en dessous de 1 MHz, le diagramme obtenu par Hoang et al. (1997) présente des caractéristiques très intéressantes. Malgré cela, la question de la directivité des sursauts de type III est loin d’être résolue ; à cela plusieurs raisons :

– Comme on vient de le voir, l’étude réalisée par Hoang et al. (1997) en dessous de 1 MHz présente certaines sources possibles d’erreur qui limitent la portée des résultats obtenus. Est-il possible de confirmer ou d’infirmer ces résultats en mesurant le diagramme d’émission à basse fréquence par une autre méthode plus fiable ?

– Poquérusse et al. (1996) et Hoang et al. (1997) supposent l’existence d’un gra- dient de densité transverse au voisinage de la source radio, qui n’a pour l’ins- tant jamais été clairement identifié. Si un tel gradient existe, quelles sont ses

2.2. Directivité des sursauts radio solaires de type III 39

caractéristiques ? Et permettent-elles de reproduire la déviation de l’axe du dia- gramme ?

– Aucune étude de la directivité des sursauts radio de type III n’existe dans

la gamme de fréquences ∼ [0.01 −10 MHz]. Or cette gamme de fréquences

[0.01−10 MHz] couvre une distance de ∼ 2 R_⊙ à ∼ 1 U A, région étendue qui

inclut la zone d’accélération du vent solaire et le milieu interplanétaire. L’étude de la directivité peut-elle nous apporter des informations sur ces régions ? Plus spécifiquement, quelle est l’évolution du diagramme lorsque l’on monte en fré- quence ? Retrouve-t-on les caractéristiques du diagramme mesuré par Poqué- russe (1984) ?

– Nous avons vu que les effets de propagation modifient considérablement la forme du diagramme, en particulier pour le mode F. Peut-t-on toutefois apporter des informations pertinentes sur le diagramme primaire à partir du diagramme observé ?

– Enfin la connaissance du diagramme apparent permet d’estimer l’énergie radio intrinsèque rayonnée par la source des types III. Comment évolue le spectre de l’énergie radio en fonction de la fréquence ? Quelle est la part de l’énergie radio dans l’énergie totale mise en jeu dans la génération des sursauts ?

Les motivations

Deux conjectures importantes ont par ailleurs motivé ce travail à mon arrivée au

pôle plasma du LESIA5:

– En 2006, l’accès aux données radio des sondes Wind et Ulysse, offrait pour la première fois l’opportunité de constituer une base de données conséquente de sursauts radio solaires de type III, observés par les deux sondes en dessous de 1 MHz. Ainsi nous avons pu réaliser, dans un premier temps, une importante base de données de plus de deux mille sursauts soigneusement sélectionnés selon des critères précis, entre 1995 et 2005. Nous nous sommes ainsi attachés à répertorier la grande majorité des sursauts de type III relativement simples

visibles par les deux sondes durant cette période6. Cette base de données a

ainsi permis de réaliser pour la première fois une étude statistique fiable de la directivité des sursauts de type III aux fréquences inférieures à 1 MHz dans la continuité des travaux menées par Poquérusse et al. (1996) et Hoang et al. (1997). Cette étude est développée au chapitre 3.

– Le 26 octobre 2006 vit également le lancement avec succès,quoique plusieurs fois reporté, des deux sondes de la mission NASA STEREO (Solar TErrestrial REla- tionship Obsevatory). Les deux sondes A (pour "Ahead") et B (pour "Behind") de la mission STEREO sont dédiées à l’étude stéréoscopique multi-longueur d’onde de l’activité solaire en général, et des éjections de masse coronale plus spécifi- quement. Dans ce but, les deux sondes sont équipées d’instruments presque identiques, permettant de réaliser des mesures in situ et de télédétection. De 5. Laboratoire d’Etude Spatiale et d’Instrumentation en Astrophysique

6. Cette étape longue mais nécessaire a par ailleurs permis de développer une bibliothèque de programmes adaptés à la sélection (semi-automatique) et à l’étude de ces sursauts.

plus, afin d’optimiser les observations stéréoscopiques, les deux sondes se dé- placent sur des orbites proches de 1 U A, et s’éloignent progressivement de la

Terre dans les deux sens à raison de ∼ 22◦/an. L’expérience STEREO/Waves

(S/Waves) (Bougeret et al. 2008) embarquée à bord des deux sondes, est consti- tuée de deux récepteurs radio identiques (développés essentiellement au LESIA) et permet d’observer les sursauts radio solaires dans la gamme de fréquences

[∼1 kHz− ∼16 MHz]. La mission STEREO offre ainsi une configuration idéale

pour étudier les sursauts radio solaires de type III. En particulier, l’application des techniques de goniopolarimétrie aux données radio S/Waves permet d’en- visager une étude comparative des propriétés des sources radio et de leurs po- sitions. La goniopolarimétrie (ou Direction-Finding) consiste à restituer les pa- ramètres de Stokes (intensité, polarisation) ainsi que la direction d’arrivée d’une onde radio, à partir des mesures du champ électrique induit sur les antennes électriques de la sonde (Cecconi et al. 2008). Cette technique permet également d’estimer la taille de la source à partir d’un modèle de brillance moyen.

Cependant, l’étude de la directivité des sursauts nécessite une séparation angu-

laire suffisante entre les sondes (supérieure à ∼20◦) afin de mesurer des varia-

tions significatives de l’intensité des sources dans deux directions distinctes. Une année supplémentaire a donc été nécessaire pour obtenir des écarts satisfaisants entre les sondes. Nous présentons dans le chapitre 4 une première étude de la

directivité des sursauts sur la gamme de fréquence [∼ 0.1−10 MHz] réalisée à

Chapitre

3

Directivité des sursauts aux

fréquences inférieures à 1 MHz

Sommaire

3.1 Observations et analyse des données . . . 43

3.1.1 Données radio . . . 43