Injection photosphérique d'hélicité magnétique: implications sur l’émergence du champ magnétique

1. Injection photosphérique d'hélicité magnétique:implications sur l’émergence du champ magnétique Etienne Pariat1 &Pascal Démoulin1 1 LESIA, Observatoire de Paris Alexander Nindos2, Mitchell Berger3 2 University of Ioannina, 3 University College London

2. Qu’est ce que l’hélicité magnétique ? • L’hélicité magnétique est une quantité topologique qui mesure la torsion, le cisaillement et l’enroulement d’un champ magnétique dans un volume: [Fm2] A : potentiel vecteur H=N FZ2

3. Propriétés et Rôles • Conservation de l’hélicité magnétique en MHD • Variation d’hélicité: Flux d’hélicité magnétique • Hélicité magnétique impliquée dans: • Dynamo Solaire (Brandenburg 02,03) • Eruptions confinées (Moon et al. 02) • Ejections de Masse Coronales Terme volumique ≈ 0: Dissipation d’hélicité très lente Terme de surface: Flux d’hélicité

4. Hélicité magnétiques et CMEs Hélicité coronale totale (1042 Mx2) (Nindos 05) • CMEs dues a une accumulation importante d’hélicité magnétique • CMEs: moyen d’évacuer l’hélicité magnétique injectée dans la couronne

5. Mesure de l’hélicité coronale • Mesure directe ardue: B doit être connu dans tout le volume • Mesure du flux d’hélicité magnétique à travers la photosphère • Intégration du flux pour obtenir l’hélicité totale • Mesure de B : • Spectropolarimétrie • Mesure de V : • Local Correlation Tracking: Vitesses déterminées à partir de l’évolution des structures magnétiques se déplaçant sur la photosphère. (Welsch et al. 04)

6. Chae et al. 2001 Kusano et al. 2002 Cartes de densité de flux d’hélicité • Proxy de la densité de flux d’hélicité: • Injection simultanée d’hélicité positive et négative ? Nindos et al. 2003

7. Bn V0 AP Photosphère V0 Bn Nindos et al. 2003 Problèmes avec GA • Polarité magnétique en translation • Pas d’hélicité injectée, dH/dt=0, mais … • Polarités de signe opposée apparaissent • GA mal définit (Pb de jauge) • GA source de fausses interprétations des observations:

8. GA Gq (Pariat et al. 05) Nouvelle définition • Densité de flux d’hélicité magnétique : • Taux de rotation entre deux points x et x’: • 1 Tube en translation: pas de polarités dans carte de Gq • Emergence d’un tube de flux uniformément torsadé(Ntour=0.1) : • Injection positive d’hélicité , dH/dt >0. (Titov & Démoulin 1999)

9. Applications aux observations • Régions actives étudiées dans Nindos et al. 2003: • Dans les observations, GA produit des polarités parasite, Gq non. • L’injection d’hélicité magnétique est relativement homogène. AR 8210 Pariat et al. submitted AR 8375

10. Bn W Photosphère Injection locale d’hélicité magnétique • Gq nouvel outil pour étudier l’injection locale d’hélicité magnétique • Hélicité injectée par une polarité en rotation solide: dH/dt = W/2pxF2 • Exemple observations: • Taux rotation moyen: W/2p = 0.03 tour/jour rot. diff. =10-3 tour/jour • Injection d’hélicité par émergence

11. Emergence de tubes de flux • Injection d’hélicité: processus homogène. • Contrainte sur la distribution de la torsion des tubes de flux émergeant: Le signe de la torsion doit être identique pour tous les tubes de flux dans la zone de convection. • Contrainte sur les modèles de dynamo et le transport du flux. Photosphère Emergence

12. Conclusion • Gq nouvel outil permettant d’étudier l’injection locale d’hélicité • Injection d’hélicité processus relativement homogène dans les régions actives standards: • Contrainte sur la répartition du signe de la torsion des tubes de flux émergeant. • Favorable à l’idée d’une accumulation graduelle d’hélicité comme origine des CMEs • Perspectives: • Etudes du lien entre pics locaux d’injection d’hélicité et les mécanismes éruptifs (éruptions confinées et CMEs) • Besoin d’observations multi-l simultanées et systématiques de régions actives, en lien avec des processus éruptifs: • THEMIS • STEREO

13. Hélicité et éruptions • Corrélation entre éruptions et injection d’hélicité magnétique. Flux photosphérique d’hélicité Intensité rayonnement X (GOES) (Moon et al. 02)

14. Ici c’est la fin ! Rien

15. Il faut partir maintenant !