Variabilité solaire : une approche globale tenant compte de l'hélioïde

par Zahra Fazel-Maragheh

Thèse de doctorat en Sciences de l'univers

Sous la direction de Jean-Pierre Rozelot et de Ali Ajabshirizadeh.


  • Résumé

    Cette thèse étudie les conséquences astrophysiques qui résultent d’un Soleil non sphérique : sous l’effet combiné d’une distribution non uniforme (masse et taux de rotation), la surface libre est déformée. Les écarts à la sphéricité, mesurés par les coefficients d’asphéricité (aplatissement, n = 1, mais aussi ordres plus élevés) sont aujourd’hui observés (sol et espace) et peuvent être confrontés aux modèles théoriques. Nous avons introduit pour la première fois le champ magnétique. Nous montrons en quoi les moments gravitationnels, sont importants en astrophysique : détermination de la forme externe (et des couches de sous- surface), calcul précis des éphémérides des planètes (avance des périhélies, inclinaison des orbites), contraintes en Relativité Générale. Nous avons ensuite étudié comment les déformées solaire influencent les variations de l’irradiance. Nous avons montré que le meilleur ajustement théorie-observation conduit à une variabilité du diamètre n’excédant pas 10 mas et une température effective quasi constante au cours du cycle (1. 2 K). L’étude de la différence de température pôle/équateur conduit à l’existence d’un léger renflement de l’équateur et une légère dépression juste avant les pôles. Enfin, nous avons étudié le paramètre d’asphéricité-luminique, w dont la magnitude signe l’origine des variations de la luminosité (w grand, origine à la base de la zone convective, w petit, origine en sous-surface). Notre étude de l’énergie gravitationnelle conduit à un w petit : la couche de sous-surface (leptocline) se présente comme un réservoir où l’énergie est stockée et relaxée au cours du temps, et pour laquelle le rayon solaire subit une variation non monotone.

  • Titre traduit

    Solar variability : a global approach taking into account the solar shape (helioid)


  • Résumé

    In this thesis we study the astrophysical consequences resulting from a nonspherical Sun. Under the combined effect of a nonuniform distribution (mass and rotation rate), the free surface is distorted. Departures from sphericity, measured by the asphericity coefficients (oblateness, n= 1, but also higher orders) are observed today (from ground and space) and can be confronted with theoretical models. We introduced for the first time the magnetic field. We show why the gravitational moments are significant in astrophysics : determination of the outer shape (and the sub-surface), precise calculation of the planets ephemerides (perihelion advances, orbits inclination), constraints in General Relativity. We then studied how the solar distortions may influence the irradiance variability. We showed that the best fit theory-observation leads to a variability of the diameter not exceeding 10 mas and a quasi constant effective temperature during the cycle (1. 2 K). The study of the pole/equator temperature difference led to the existence of a slight equatorial bulge and a slight depression just before the poles. Finally, we studied the asphericity-luminisoty parameter W ; its magnitude signs the origin of the variations of the luminosity (a large value indicates a deep origin, a lesser one infers layers close to the surface). Our study of the gravitational energy leads to small W in favour of the existence of a thin layer close to the solar surface, which can be presented as a reservoir, where the energy is stored and released with time. This layer (leptocline), in which the solar radius undergoes a nonhomologous variation, was also found from heliosismology by other authors.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (156 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 133-143. Index. Résumés en français et en anglais

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