• Opacité du Soleil
Rayonnement EM: information de surface
• 1960 : observation des mouvements de la surface mouvement réguliers & de faible amplitude
P ~ 5 minutes
Vitesse des couches gazeuses ~ quelques mètres/s
• 1970 : explications théoriques
reflet de mouvements globaux qui affectent l’ensemble du soleil Interférences constructives d’ondes pénétrant + ou - profondément
• distinction sismologie terrestre & solaire
L’Héliosismologie
« Dis-moi comment tu oscilles, je te dirai qui tu es »
• Ondes sonores
« Modes p »
Hautes fréquences 3 min < P < 1 heure µ > 103 km
amplitude ~ 15 cm/s
Variation d’intensité ~ 1/million
Origine des oscillations solaires
Deux types d’ondes:
• Ondes de gravité
« Modes g »
Basses fréquences P > 40 min
ondes piégées dans la zone radiative + bruit solaire (granules)
Observations non certaines!
Origine des oscillations solaires
• Excitation
couche limite turbulente sous la surface solaire
• Propagation vers l’extérieur : chute de la densité du gaz
réflexion en surface
& transmission (onde évanescente) Pour f < fcoupure
(reliée à l’échelle de hauteur de densité)
• Propagation vers l’intérieur :
réfraction due à la variation de température
~ onde lumineuse se propageant dans un milieu à indice variable
• Ondes confinées dans une cavité : modes résonants
La profondeur & distance parcourues avant de heurter à nouveau la surface dépendent de la longueur d’onde.
Equations des oscillations solaires
Variables: P, ρ , v, ξ
• Conservation de la masse
• Conservation de la quantité de mouvement Les équations:
• Equation de Poisson
• Conservation de l’énergie Exposant adiabatique
+ Linéarisation des équations/modèle sphérique
Harmoniques sphériques v = d ξ /dt
Description des modes
Mode: caractérisé par les 3 nombres n,l et m
l : nombre total de nœuds
Degré de l’onde: nombre de rebonds qu’effectue l’onde Lié à la profondeur de pénétration de l’onde
l = 0 vibration globale du Soleil (pénètre jusqu’au cœur) n : nombre de nœuds dans la direction radiale
m : nombre de nœuds sur un méridien
Harmoniques sphériques Y (m,l)
Carte des harmoniques sphériques 0 < l < 9 (lignes)
0 < m < l (colonnes)
Structure en bande à l’équateur (m=0) Structure en quartiers méridiens qd m=l Confinement proche de l’équateur qd m/l augmente
Quelques résultats apportés par l’héliosismologie
• Et dans l’avenir? Mission COROT (astérosismologie)
• Détection des oscillations
• Analyse des données: ETAPES Décalages Doppler
Variations d’intensité lumineuse dans une raie
Traitement d’une suite d’images Spectre à 3D
Modèle: pour chaque mode:
µ propre , largeur, amplitude
Interprétation de ces paramètres
Rotation du soleil sur lui même
Mesure de la vitesse du son
