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Plasmas et Interfaces

L'étude des effets des grands événements de la couronne et du vent solaire sur l'environnement terrestre et plus largement sur les environnements planétaires couvrent l'ensemble des activités du département. La physique des plasmas est l'outil d'analyse premier. Cette activité repose sur une double approche, d'observation et de simulation numérique. L'approche " expérimentale " correspond à une responsabilité dans plusieurs expériences embarquées ou au sol. L'activité d'observation est complétée par un travail d'analyse théorique.

Sur quels sujets travaillons-nous ?

Les fluctuations du champ magnétique sont estimées à analysées à partir des réseaux de magnétomètres au sol. Ces fluctuations sont analysées en termes d'indice d'activité magnétique. Le LATMOS est responsable du service international des indices SIIG, qui calcule et diffuse à une large communauté ces indices. Le SIIG est un des services d'observation de l'OVSQ.

L'électricité atmosphérique dans la haute atmosphère (typiquement entre le sommet de la couverture nuageuse et le bas de l'ionosphère) fait également l'objet d'études qui vont se renforcer avec le micro-satellite TARANIS et l'analyse des décharges électriques observées à ces altitudes. Ces décharges sont associées à la production de champs électriques intenses ainsi qu'à la production de particules chargées de très haute énergie et de rayonnement gamma. En savoir plus.

Le LATMOS développe également une activité sur l'étude expérimentale du rayonnement kilométrique auroral de la Terre et des planètes géantes magnétisées, comme outil de diagnostic des processus magnétosphériques violents. De façon plus générale, on s'intéresse aux relations entre l'activité magnétosphérique locale et globale, et les émissions naturelles radio-planétaires de Jupiter, de Saturne et de la Terre .

Le dernier volet , concerne la modélisation et les simulations numériques (MSN). Il cible l'étude des frontières de la magnétosphère terrestre, la dynamique de magnétosphère planétaire " avec ionosphère " (Terre, Mars, Venus , Titan) et " sans ionosphère " (Mercure, Europe). L'objectif est de développer des outils permettant d'interpréter les observations de diverses missions spatiales.

Exosphères Planétaires

La formation des exosphères planétaires est un élément clef pour l'évolution des atmosphères au contact avec le vent solaire ou un plasma magnétosphérique. La modélisation appliquée aux cas de Mars et Titan (mécanismes thermiques et non thermiques comme le criblage, la photochimie ou le bombardement météoritique), et également à l'exosphère de Mercure, le LATMOS étant responsable de PHEBUS sur BepiColombo, est un des axes fort du laboratoire.

Observations et théorie

L'activité est centrée sur l'étude de la formation des exosphères planétaires et de l'évolution des atmosphères (Mars, Titan, Vénus), en s'appuyant sur les résultats des missions spatiales actuelles (Cassini, Mars-Express, Venus-Express) et futures (mission de la NASA, MAVEN). L'interaction du vent solaire et des grands évennements terrestre et plus largement sur les environnement planétaires est largement étudiée à travers la formation et la dynamique des magnétosphères, des exosphères depuis leur atmosphère ou depuis leur surface et de ses effets sur les atmosphères planétaires. Son étude consiste en une approche à la fois théorique et observationnel avec la participation du LATMOS dans de nombreux instruments embarqués ou depuis la Terre tout comme le développement de nombreux projets instrumentaux.

Instrumentations

L'étude de la génération de l'exosphère de Mercure et de son interaction avec la magnétosphère est une thématique phare du département avec les projets PHEBUS et PICAM/SERENA sur MPO, et MSA sur MMO (mission BepiColombo). Au plan expérimental, signalons également l'expérience DION sur Phobos-Grunt (mission russe à destination de Phobos, mais qui observera aussi Mars).

Héliosphère - milieu interplanétaire

Sur quels sujets travaillons-nous ?

Les travaux en cours sont essentiellement basés sur les observations de SWAN et également à partir des données de la mission américaine IBEX, qui mesure depuis l'orbite terrestre les neutres énergétiques créés par échange de charge à l'héliopause. La contribution à l'émission X diffuse due aux collisions avec les particules accélérées est un des sujets d'étude. Les résultats de simulations et de calculs théoriques sont confrrontés aux observations afin de mieux comprendre les mécanismes d'accélération (choc héliosphérique, de Saturne, Mars ou des comètes...).

Moyens d'étude

SWAN (Solar Wind Anisotropies), instrument fabriqué au Service d'Aéronomie (un des laboratoires qui a participé à la création du LATMOS) et au Finnish Meteorological Institute d'Helsinki vole à bord du satellite SOHO (SOlar Heliospheric Observatory), lancé en Décembre 1995 et positionné au point de Lagrange L1 entre la Terre et le soleil à 1,5 million de km de la Terre. SWAN, optimisé pour l'imagerie et la spectroscopie autour de la raie Lyman-alpha (rayonnement UV à 121,6 nm de longueur d'onde) de résonance de l'hydrogène neutre, est toujours en fonctionnement à ce jour. Commandé directement depuis les deux laboratoires, le SA et le FMI, depuis le lancement, et tout récemment depuis MEDOC à l'IAS, SWAN a produit de nombreux résultats sur le gaz interstellaire " ambiant ", traversé par le soleil, les propriétés de l'héliosphère, sur le vent solaire à grande échelle et l'expansion dans la couronne solaire, sur le dégazage des comètes...

Wed, 17 Apr 2024