Missions

La température de l'atmosphère solaire augmente de plusieurs milliers à plusieurs millions de degrés de la couche inférieure, la chromosphère, à la couche la plus externe, la couronne, tandis que la densité diminue en conséquence. Ce phénomène, appelé inversion de température, est encore largement méconnu. Récemment, un nouveau modèle cinétique de la boucle coronale a été introduit, décrivant un plasma sans collision confiné dans un tube semi-circulaire soumis à la gravité du Soleil, en contact thermique avec une chromosphère collisionnelle se comportant comme un thermostat aux pieds de la boucle. Ce modèle cinétique a montré que des événements de chauffage rapides, intermittents et de courte durée dans la chromosphère peuvent conduire le plasma coronal vers un état stationnaire avec des queues suprathermiques dans les fonctions de distribution de vitesse des particules, présentant des profils de température et de densité étonnamment similaires à ceux observés dans l'atmosphère du Soleil. Ces résultats suggèrent qu'une couronne solaire d'un million de kelvins peut être produite sans le dépôt local de chaleur dans la couche supérieure de l'atmosphère typiquement supposé par les approches standard.
Le projet à réaliser dans le cadre de cette offre consiste à s'appuyer sur ces avancées récentes, et à approfondir ce nouveau modèle cinétique afin qu'il puisse inclure les collisions et donc prendre en compte des effets irréversibles tels que la conduction de chaleur. Ces effets - qui n'ont pas encore été étudiés dans le cadre de cette approche - modifieront l'équilibre énergétique dans la couronne et, par conséquent, le profil de température. L'étude de la manière dont ce changement se produit est d'un grand intérêt, à la fois pour des raisons fondamentales et pour des applications à la physique des atmosphères solaires et stellaires.

Activités

Tout au long du contrat d'une durée de 2 ans, les activités consisteront à :
- Développer un modèle cinétique sans collision pour la couronne solaire, incluant un champ électrique entièrement décomposé en N beaucoup plus grand que 1 modes de Fourier (contrairement au modèle de base qui n'inclut que N=1 mode)
- Étudier le rôle des collisions dans la formation d’une inversion de température dans la couronne. Ceci sera réalisé en suivant deux stratégies principales : 1/ une stratégie entièrement numérique, en utilisant des codes numériques prenant en compte les interactions de Coulomb (comme le code BiCop développé par notre collègue Pr. Simone Landi de l'université de Florence, Italie). Et 2/ une approche semi-analytique, basée sur l'ajout au modèle sans collision d'un terme de diffusion, et le traitement ultérieur de la dynamique de la particule selon des équations différentielles stochastiques (équations de Langevin).

Compétences

Le candidat devra posséder de solides connaissances en physique statistique et cinétique, ainsi qu'en physique solaire et des plasmas. Une expérience en simulation numérique est également requise.

Contexte de travail

Le candidat travaillera dans le pôle HPA du Laboratoire d'Études Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique (LESIA) de l'Observatoire de Paris à Meudon. Il travaillera avec Arnaud Zaslavsky et d'autres chercheurs du groupe, spécialisé dans la physique solaire et des plasmas. Le candidat bénéficiera de toutes les infrastructures disponibles sur le campus à des fins scientifiques (centre de calcul) et non scientifiques (cantine, accès au CLAS pour des activités hors travail...).

Contraintes et risques

Aucune contrainte ou risque spécifique n’est identifié pour ce projet.