Applications astrophysiques et géophysiques de la forme du soleil, notamment au moyen du microsatellite Picard
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Abstract EN:
The main goal of the work presented in this thesis is to propose an original approach in sounding the solar interior. As all assumptions concerning a “variable” shape of the Sun are not yet taken into account in current published solar models, this new approach provides additional constraints. Basically, this work consists in a theoretical study of the shape and of the internal structure of the Sun. Both the surface and the interior of the Sun have been probed through a modelisation of the gravitational moments and of the oblateness as these key quantities well define the “shape parameters”. They allow the determination of the amplitude of the distortion’s which affect the internal gravitational potential of the Sun. These local distortions are associated with “active sites” where several physical processes take place, such as the magnetic field or the matter flux circulation. Thus, their detection allows the location of the inhomogeneities of the internal structure of the Sun. Moreover, the quadrupole moment has also been used to determine the solar contribution (due to J2) to the Mercury perihelion advance. This solar contribution has been compared to those due to the gravitation non-linearity. Finally, the temporal dependences of these “shape parameters” have been linked to the variation of the solar diameter, which seems to change over the same timescale as those of the activity cycle. I have studied several physical reasons (magnetic, thermal…) which may explain, in one hand, the temporal variations and, in another hand, the latitudinal variations of the diameter. These last ones show goo agreement with the distorted aspect of the solar surface. The diameter variations should be confirmed by the measurements which will be performed in space, more particularly by means of the French microsatellite PICARD, which will be launched by the end of 2003, and whose instruments are principally dedicated to the study of the solar variabilities.
Abstract FR:
Les travaux présentés dans cette thèse ont comme objectif principal de proposer une méthode originale pour sonder l’intérieur du Soleil. Ils permettent ainsi de fournir des contraintes supplémentaires pour les calculs de modèles solaires, sachant qu’à ce jour, toutes les hypothèses qui concernent la forme « variable » du Soleil ne sont pas prises en compte. Ces travaux consistent essentiellement en une étude théorique de la forme et de la structure interne du Soleil. Le sondage de la surface et de l’intérieur a été réalisé grâce à une modélisation des moments gravitationnels et de l’aplatissement, qui définissent les paramètres de forme. Ces derniers permettent d’évaluer l’amplitude des déformations subies par le potentiel gravitationnel interne du Soleil, et de localiser ainsi l’ensemble des distorsions qui perturbent sa structure. Ces distorsions locales sont associées à des sites « actifs » où siègent certains processus physiques tels que la fabrication du champ magnétique ou la circulation de flux de matière. Leur détection permet donc de localiser les inhomogénéités dans la structure du Soleil. La détermination du moment quadrupolaire m’a aussi permis de calculer la contribution solaire (due à J2) à l’avance du périhélie de Mercure, et de la comparer à la contribution due à la « non-linéarité » de la gravitation. Enfin, les dépendances temporelles de ces paramètres de forme ont été reliées aux variations du diamètre solaire qui semblent évoluer sur la même échelle de temps que celle du cycle d’activité. J’ai étudié diverse raisons physiques (magnétiques, thermiques…) qui peuvent expliquer d’une part les variations temporelles et d’autre part les variations latitudinales du diamètre. Ces dernières confirment l’aspect déformé de la surface. Ces variations du diamètre solaire pourront être confirmées par des mesures effectuées depuis l’espace, notamment grâce au microsatellite français PICARD, qui sera lancé fin 2005, et dont les instruments sont principalement dédiés à l’étude des variabilités solaires.