Thèmes de recherche

Intérêt scientifique

En rassemblant de jeunes chercheurs de compétences complémentaires (physique solaire, physique stellaire, physique théorique, modélisation, observation, instrumentation), nous souhaitons progresser dans notre compréhension de l'impact du champ magnétique sur les processus physiques qui opèrent au sein ou en périphérie des étoiles.
Dans le cadre de ce projet sur 3 ans, nous proposons de nous concentrer sur quelques facettes bien spécifiques de ce problème, apparaissant aujourd'hui comme très prometteuses et opportunes:

origine et impact du magnetisme sur la rotation interne: il s'agit d'étudier les topologies magnétiques ainsi que les champs de vitesse (rotation différentielle) dans la photosphère du Soleil et des étoiles, pour mieux comprendre l'origine de ce champ dynamo (en particulier dans les étoiles totalement convectives), et pour analyser comment la rotation à l'interieur de la zone convective est affectée par le champ magnétique (par exemple, avec l'émergence des tubes de flux, avec le cycle d'activité);

extrapolation du champ magnétique de surface, configuration à grande échelle du champ magnétique, confinement magnétique et éjection (CME) des protubérances dans le Soleil et les étoiles: il s'agit en particulier de mieux comprendre les mécanismes de support des protubérances, et l'influence des CME sur le ralentissement des étoiles qui se rapprochent de la séquence principale;

accrétion et éjection de matière magnétiquement confinée: il s'agit d'étudier ce phénomène dans divers types d'objets (par exemple, les étoiles T Tauri classiques exhibant vent, disque et jets en interaction magnétique, les étoiles tres chaudes magnétisées possédant un fort vent confiné dans la magnétosphère, les variables cataclysmiques dans lesquelles le disque d'accrétion interagit avec la naine blanche magnétique) pour mieux comprendre le role de ces phénomènes sur l'évolution stellaire (par exemple sur la rotation), et plus particulièrement lors des tous premiers stades évolutifs;

conception d'instrumentations spectropolarimétriques d'un nouveau type qui permettrait de réaliser des progrès significatifs sur les sujets précédemment identifiés, si les équipements actuellement disponibles dans les observatoires ne suffisent pas.

Acteurs

Les personnes impliquées dans ce programme sont:

Nom	E-mail	Laboratoire	Role(s)	Implication
J.-F. Donati	jean-francois.donatiATnospam.ast.obs-mip.fr	UMR 5572 (Toulouse)	coordinateur, spectropolarimétrie, observations, tomographie stellaire, rotation différentielle	70%
F. Paletou	mail	UMR 5572 (Toulouse)	spectropolarimétrie, observations, transfert de rayonnement hors ETL, protubérances	30%
F. Lignières	mail	UMR 5572 (Toulouse)	modélisation MHD, dynamo, rotation	30%
J. Ferreira	mail	UMR 5571 (Grenoble)	modélisation MHD, couplage magnétique étoile-disque, jets	20%
J. Bouvier	mail	UMR 5571 (Grenoble)	observations, modélisation couplage magnétique étoile-disque	30%
C. Dougados	mail	UMR 5571 (Grenoble)	observations, haute résolution angulaire, jets	30%
S. Cabrit	mail	UMR 8540 (Paris)	observations, haute résolution angulaire, jets	30%
G. Aulanier	mail	FRE 2461 (Paris)	modélisation MHD, extrapolation coronale du champ magnétique	30%
A.-M. Cousin	mail	UMR 5572 (Toulouse)	gestion & administration

Toutes les coordonnées sont mentionnées dans la page informations.

Exemples d'actions ponctuelles prévues

Nous avons identifié pour ce projet un certain nombre d'actions ponctuelles reliées aux thèmes principaux identifiés ci-dessus, et que nous tenterons de traiter de la manière la plus exhaustive possible. Mentionnons par exemple :

cartographie magnétique et rotation différentielle pour diverses étoiles froides d'amas jeunes, binaires ou simples, totalement convectives ou non, pour étudier l'impact des paramètres stellaires fondamentaux sur la structure spatiale des modes dynamo excités et sur la rotation différentielle (Donati, Lignières, Paletou);

recherche de nouvelles classes d'étoiles chaudes magnétiques, étude de la topologie de leur champ, origine de ce champ (Donati, Lignières, Paletou);

détection et cartographie des structures magnétiques à la surface d'étoiles T Tauri classiques, suivi des signatures d'accrétion et d'éjection de matière dans la magnétosphère, confrontation aux modèles existants (Donati, Bouvier, Dougados, Cabrit, Ferreira, Aulanier)

détection et cartographie des structures magnétiques dans les disques d'accrétion d'objets jeunes (FU Ori) ou de variables cataclysmiques, confrontation aux modèles de dynamo dans les disques (Donati, Ferreira, Lignières, Dougados, Cabrit, Bouvier)

essai de modélisation dans le cadre de la théorie dynamo des séries temporelles de cartographies magnétiques obtenues pour plusieurs étoiles froides (Lignières, Donati)

essai de modélisation de la rétroaction du champ magnétique sur la dynamique de la zone convective, à partir des observations des variations de la rotation différentielle de surface détectées pour plusieurs étoiles froides (Lignières, Donati)

extrapolation de cartographies magnétiques stellaires pour estimer la structure du champ à grande échelle, identification des régions de champ ouvert et fermé, des sites de confinement des protubérances, de la stabilité et des taux d'éjection des protubérances étant donnée la rotation différentielle mesurée (Aulanier, Donati, Paletou)

mesure du champ magnétique dans les protubérances solaires, confrontation aux prédictions obtenues par extrapolation des structures photosphériques solaires (Paletou, Aulanier)