Study of solar magnetic structures observed by the SOHO satellite. Magnetohydrodynamic modeling in three dimensions
Analyse des structures magnetiques solaires observees par SOHO. Modelisation magnetohydrodynamique a trois dimensions
Résumé
In the solar atmosphere magnetic structures such as active region loops, filaments-prominences, or sigmoids are observed. These structures are characterized by thermodynamic parameters (temperature, density, pressure) and by the geometry and the topology of the magnetic field structuring the filament. We focus our study on the filaments which are magnetic structures denser and cooler than their coronal environment. Two analysis and diagnostic methods of filaments have been developed : the reconstruction of the 3D coronal magnetic field and the study of magnetohydrodynamic (MHD) waves propagating in the filament.
Using the vector magnetic field measured at the photospheric level, the reconstruction of the coronal magnetic field allows to determine the geometry and the topology of the flux tubes characterizing an active region. Computing the non-linear force-free field, the calculated flux tubes are in good agreement with the system of loops observed in EUV by EIT/SOHO and with the sigmoid observed in soft X-rays by SXT/Yohkoh. We investigate the structure of the filament by studing the possible magnetic dips in the flux tubes supporting the dense filament.
The SUMER/SOHO spectrometer has obtained filament observations which allow us to study the Doppler shift time evolution using the neutral helium line at 58.4 nm. The Fourier analysis of the time series exhibits characteristic frequencies which can be identified to the oscillation modes of Alfvén and magnetoacoustic waves: magnetic and thermodynamic parameters of the filament are derived from an identification method. During MEDOC campaign 5, we performed new observations using the THEMIS telescope capabilities to develop the study of the MHD waves and of the dynamic of an active region filament.
Using the vector magnetic field measured at the photospheric level, the reconstruction of the coronal magnetic field allows to determine the geometry and the topology of the flux tubes characterizing an active region. Computing the non-linear force-free field, the calculated flux tubes are in good agreement with the system of loops observed in EUV by EIT/SOHO and with the sigmoid observed in soft X-rays by SXT/Yohkoh. We investigate the structure of the filament by studing the possible magnetic dips in the flux tubes supporting the dense filament.
The SUMER/SOHO spectrometer has obtained filament observations which allow us to study the Doppler shift time evolution using the neutral helium line at 58.4 nm. The Fourier analysis of the time series exhibits characteristic frequencies which can be identified to the oscillation modes of Alfvén and magnetoacoustic waves: magnetic and thermodynamic parameters of the filament are derived from an identification method. During MEDOC campaign 5, we performed new observations using the THEMIS telescope capabilities to develop the study of the MHD waves and of the dynamic of an active region filament.
Dans l'atmosphere solaire apparaissent des structures magnetiques telles que les boucles de regions actives, les filaments-protuberances, ou les sigmoides. Les proprietes de ces structures sont liees aux parametres thermodynamiques (temperature, densite, pression) ainsi qu'a la nature du champ magnetique associe a ces structures. Notre interet s'est porte sur l'etude des filaments qui correspondent a des structures magnetiques dont la masse est plus elevee et la temperature plus froide que le milieu coronal environnant. Pour ce faire, deux methodes d'analyse et de diagnostic ont ete developpees : la reconstruction du champ magnetique coronal tridimensionnel, et l'etude d'ondes magnetohydrodynamiques (MHD) dans les filaments.
A partir des mesures du champ magnetique vectoriel au niveau photospherique, la reconstruction du champ magnetique coronal permet de determiner la geometrie et la topologie des tubes de flux caracterisant une region active. En particulier dans le cas etudie, la reconstruction suivant l'hypothese d'un champ sans-force non lineaire a permis de preciser la structure d'un systeme de boucles observe en EUV par EIT/SOHO, et d'un sigmoide observe en rayons X par SXT/Yohkoh. La nature du filament est deduite de la recherche de l'existence de creux magnetiques pouvant maintenir cette structure massive en equilibre dans la couronne.
Le spectrometre SUMER/SOHO a fourni des observations de filaments dans ou proche de regions actives qui ont permis d'etudier les variations temporelles du decalage Doppler de la raie de l'helium neutre à 58.4 nm. Utilisant une analyse de Fourier, des frequences caracteristiques ont ete identifiees a des modes d'oscillations d'ondes d'Alfven ou magnetoacoustiques donnant acces a des parametres magnetiques et thermodynamiques du filament. De nouvelles observations obtenues par THEMIS/Tenerife (campagne MEDOC 5) apportent des informations supplementaires sur la dynamique des filaments et sur les ondes MHD dans ces structures.
A partir des mesures du champ magnetique vectoriel au niveau photospherique, la reconstruction du champ magnetique coronal permet de determiner la geometrie et la topologie des tubes de flux caracterisant une region active. En particulier dans le cas etudie, la reconstruction suivant l'hypothese d'un champ sans-force non lineaire a permis de preciser la structure d'un systeme de boucles observe en EUV par EIT/SOHO, et d'un sigmoide observe en rayons X par SXT/Yohkoh. La nature du filament est deduite de la recherche de l'existence de creux magnetiques pouvant maintenir cette structure massive en equilibre dans la couronne.
Le spectrometre SUMER/SOHO a fourni des observations de filaments dans ou proche de regions actives qui ont permis d'etudier les variations temporelles du decalage Doppler de la raie de l'helium neutre à 58.4 nm. Utilisant une analyse de Fourier, des frequences caracteristiques ont ete identifiees a des modes d'oscillations d'ondes d'Alfven ou magnetoacoustiques donnant acces a des parametres magnetiques et thermodynamiques du filament. De nouvelles observations obtenues par THEMIS/Tenerife (campagne MEDOC 5) apportent des informations supplementaires sur la dynamique des filaments et sur les ondes MHD dans ces structures.