Description du sujet de thèse

Structure fine des émissions solaires de type III
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La mission spatiale Parker Solar Probe (PSP), qui a été lancée en 2018, nous offre une vue sans précédent de l'héliosphère interne, révélant une atmosphère solaire beaucoup plus structurée que prévu. Dès 2024, la sonde s’approchera jusqu'à 9.8 rayons solaires du Soleil, ce qui en fera le premier satellite à littéralement pénétrer dans une atmosphère stellaire.

Parmi les phénomènes qui font actuellement l'objet d'une grande attention figurent les sursauts radio solaires de type III. Ceux-ci sont générés par un processus en plusieurs étapes dans lequel un faisceau d'électrons énergétiques émis par le Soleil est censé générer des ondes de Langmuir, qui sont ensuite converties en ondes électromagnétiques par des processus non linéaires dans lesquels interviennent les fluctuations de la densité électronique.

Ce qui rend PSP vraiment unique par rapport à toutes les autres missions, c'est sa capacité à observer ce processus de conversion in situ, avant que le faisceau n'ait commencé à se disperser. PSP est équipé de deux ensembles d'instruments qui fournissent des observations de haute qualité de ces sursauts radio de type III et de leur signature locale : les antennes de champ électrique et le magnétomètre SCM construit et exploité par LPC2E.

Dans une récente série d'articles, nous avons fourni la première preuve de l'existence d'un mode électromagnétique lent ainsi que d’harmoniques dans les sursauts radio de type III, qui sont essentielles pour une compréhension complète de leur émission et de leurs processus d'interaction.

Ces études ont grandement bénéficié des observations réalisées avec le capteur SCM dont les observations permettent de déterminer le mode des ondes primaires. La nature intermittente des mécanismes de génération conduit à une dissipation d'énergie et à une modification de la fonction de distribution des particules qui est très différente de ce que prévoit la théorie quasi-linéaire conventionnelle des interactions faisceau-plasma.

L'objectif principal de ce travail est précisément d'étudier ce processus de relaxation. Ceci sera fait par une analyse détaillée des propriétés de polarisation des sursauts radio de type III. L'analyse sera basée principalement sur les observations de PSP (en raison de sa proximité avec le Soleil) mais aussi de la mission Solar Orbiter, qui emporte le même ensemble d'instruments.

Contexte de travail

Le(la) candidat(e) sera intégré(e) dans l’équipe Espace du Laboratoire de Physique et Chimie de l’Environnement et de l’Espace (LPC2E, https://www.lpc2e.cnrs.fr) qui se trouve sur le campus CNRS à Orléans. Cette équipe pluridisciplinaire est fortement impliquée dans diverses missions spatiales telles que Rosetta, Solar Orbiter et Parker Solar Probe.
Les trois encadrants de cette thèse sont Säm Krucker (SSL Berkeley, et Univ. of Applied Sciences Northwestern Switzerland) qui apportera son expertise dans la mesure et l'analyse des distributions de particules énergétiques des deux missions ; Vladimir Krasnoselskikh (LPC2E, Orléans) qui apportera son expertise dans la modélisation théorique des interactions faisceau-plasma, et Thierry Dudok de Wit (LPC2E, Orléans, et ISSI, Bern) qui apportera son expertise dans l'analyse des données. Tous sont fortement impliqués dans les missions Solar Orbiter et Parker Solar Probe. Le(la) candidat(e) sera ainsi intégré(e) dans un projet de grande envergure, avec de nombreuses collaborations internationales, surtout aux USA.
La thèse a pour but de fournir au doctorant(e) une formation complète, incluant des aspects pratiques tels que l'extraction et le prétraitement des données, le développement de compétences d'analyse multi-instruments, et une solide compréhension des processus physiques qui jouent un rôle clé dans les plasmas héliosphériques et astrophysiques. Le travail sera essentiellement exploratoire, et demandera donc une grande autonomie. De solides bases en physique spatiale sont exigées et une grande aisance avec l’analyse de données.

Contraintes et risques

La candidature doit obligatoirement se faire pour le 14 mars 2025 au plus tard sur le site du CNES: https://recrutement.cnes.fr/fr/annonce/3428731-25-288-fine-structure-of-type-iii-solar-radio-bursts-45100-orleans