L’Héliosphere comme laboratoire pour les plasmas astrophysiques : analyse des mesures in situ des missions spatiales

Formation scientifique proposée par l’école doctorale ED 127

Objectifs :

L’héliosphère constitue un exceptionnel laboratoire pour la physique des plasmas. Grâce à son accessibilité à travers les mesures in situ, nous pouvons tester de façon directe les théories et développer des modèles qui sont fondamentaux aussi pour l’étude d’autres milieux astrophysiques. A travers l’exploration des différents régions de l’héliosphère (vent solaire, magnétosphères planétaires, environnements cométaires) il est possible de mesurer les fluctuations électromagnétiques et les fonctions de distribution des particules qui composent le plasma, en obtenant d’importantes informations sur la composition du milieu, son état thermodynamique et énergétique et sur les différents modes qui se propagent dans le système.

Trois grandes thématiques dans l’étude de l’Héliosphère seront abordées : (1) l’existence d’une couronne solaire chaude donnant lieu à un flux supersonique de plasma ; (2) l’évolution du vent solaire au cours de son voyage dans l’espace interplanétaire ; (3) l’interaction du plasma du vent solaire avec les différents obstacles magnétisés du système solaire (magnétosphères planétaires et cométaires).

Au cours de cette formation, on se propose de discuter quelques processus fondamentaux de physique des plasmas à travers des rappels théoriques et leur illustration à travers des travaux pratiques portant sur l’analyse de données in-situ fournies par diverses sondes orbitant dans les plasmas héliosphériques.

Parmi les processus abordés dans cet enseignement :
• Plasmas en expansion (vent solaire, expansion non adiabatique, etc...)
• Instabilités dans les plasmas
• Ondes et turbulence
• Sujets éventuels : chocs, reconnexion magnétique (selon le temps et les préférences des étudiants).

Pré requis :
Une formation plasma est souhaitable, mais pas strictement nécessaire. Des bases de connaissance d’un language informatique (IDL, Python, Matlab...) sont nécessaires. Les étudiants seront invités à utiliser leur ordinateur portable.

Equipe pédagogique :
• Olga Alexandrova, Astronome-Adjointe (LESIA,OBSPM)
• Lorenzo Matteini, Astronome-Adjoint (LESIA,OBSPM)
• Milan Maksimovic, DR-CNRS (LESIA, OBSPM)
• Arnaud Zaslavsky, Maitre de Conf (LESIA-UPMC,OBSPM)