Effect of optical turbulence on solar astrometry by imaging
Effet de la turbulence optique sur l'astrométrie solaire par imagerie
Résumé
The objective is to understand the effect of optical turbulence on ground-based solar radius measurements. The measurement of the solar radius with accuracy is important for models of solar and stellar structure and evolution. In addition solar activity has an evident influence on the terrestrial climate. The work focused on the calibration and exploitation of data obtained by two telescopes: SODISM2 dedicated to the measurement of the solar radius by full-disk imaging, and MISOLFA a turbulence monitor which allows to estimate the turbulence spatio-temporal parameters. The first measurements of MISOLFA show its capacity for the extraction of turbulence profiles and integrated parameters from the angle-of-arrival fluctuations observed on the solar edge. The spatial parameters estimated from the intensity fluctuations in the pupil plane show a good agreement with the parameters coming from the image plane. The first measurements of the angle-of-arrival characteristic time have also been obtained which give an average value of 5.3 ms over a year of measurements. SODISM2 is the qualification model of an instrument on board the PICARD satellite (2010-2014). The first measurements of this instrument show a high stability and a dispersion of the order of 200 mas (milli-arcseconds). A downward trend on the order of 12 mas/year was also observed but it is not significant given the dispersion of the measurements. A new method was developed for obtaining flat fields using contrast maps. Numerical simulations of imaging through turbulence show a systematic bias introduced by the effect of the turbulence parameters on the estimation of the radius and the limb width
L'objectif est de comprendre d'effet de la turbulence optique sur la mesure au sol du rayon solaire. La mesure du rayon solaire avec précision est importante pour les modèles de structure et d'évolution solaire et stellaire. En plus l'activité solaire a une influence certaine sur le climat terrestre. Le travail de thèse a porté sur la calibration et l'exploitation de données issues des télescopes SODISM2, dédié à la mesure du rayon solaire par imagerie pleine, et MISOLFA un moniteur de turbulence qui permet d'estimer les paramètres spatio-temporels de celle-ci. Les premières mesures de MISOLFA montrent sa capacité pour l'extraction des profils de la turbulence et des paramètres intégrés à partir des fluctuations des angles d'arrivées observées sur le bord solaire. Les paramètres spatiaux issus des fluctuations d'intensité dans la voie pupille montrent un bon accord avec les paramètres issus de la voie image. Les premières mesures du temps caractéristique des angles d'arrivée ont été également obtenues qui donnent une valeur moyenne de 5.3 ms sur une année de mesures. SODISM2 est la copie d'un instrument à bord du satellite PICARD (2010-2014). Les premières mesures de cet instrument montrent une grande stabilité et une dispersion de l'ordre de 200 mas. Une tendance à la baisse de l'ordre de 12 mas/an a été également observée mais elle demeure non significative compte tenu de la dispersion. Une nouvelle méthode a été élaborée pour l'obtention des flat field en utilisant les cartes de contrastes. Des simulations numériques d'imagerie à travers la turbulence montrent un effet systématique des paramètres de la turbulence sur l'estimation du rayon et de la largeur du limbe
Domaines
Autre| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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