The magnetism of the solar interior

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The magnetism of the solar interior

• Turck-Chieze, S.1 Appourchaux, T.2Boumier, P.2
  Ballot, J.1 Berthomieu, G.3 Brun, A. S.1
  Cacciani, A.4 Christensen-Dalsgaard, J.5
  Corbard, T.3 Couvidat, S.6 Gough, D.7 Garcia,
  A. R.1 Gelly, B.8 Jimenez, A. J.8
  Jimenez-Reyes, S.8 Darwich, A. M.8 Kosovishev,
  A.6 Lambert, P.1 Lopes, I.9 Martic, M.10
  Mathis, S.11 Nghiem, P. A. P.1 Palle, P.8
  Piau, L.12 Provost, J.3 Rieutord,
  M.17Robillot, J. M.13 Roxburgh, I.14 Rozelot,
  J. P.3 Thompson, M.15 Thuillier, G.10
  Vauclair, S.16 Zahn, J. P.11
• 1CEA, FRANCE 2IAS, FRANCE 3Observatoire Cote
  d'Azur, FRANCE 4Dipartimento di Fisica
  Università degli Studi di Roma, ITALY 5Aarhus
  Universiteit, DENMARK 6HEPL, Stanford, UNITED
  STATES 7Cambridge, UNITED KINGDOM 8IAC, SPAIN
  9Istituto Superior Técnico, Lisboa, PORTUGAL
  10Service d'Aeronomie, FRANCE 11LUTH Meudon,
  FRANCE 12Dept of Astron. Astroph., Chicago,
  UNITED STATES 13Observatoire de Bordeaux,
  FRANCE 14Queen Mary College London, UNITED
  KINGDOM 15Imperial College London, UNITED
  KINGDOM 16Observatoire de Toulouse, FRANCE
  17Laboratoire d'Astrophysique de Tarbes, FRANCE

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Nevertheless, the magnetism of the solar interior
has a key role !

• Unified vision of stars
• Understanding its role in the space climate
• Testing in details the dynamo phenomenon also
  useful for magnetic fusion (ITER)
• The Sun is a unique object for which we may hope
  a quantitative approach before generalization to
  other more energetic objects (young stars, final
  evolution stages )

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What have we learned these last 10 years ?

• The slow and organized activity of the Sun is not
  a superficial phenomenon
• It implies at least the 30 outer convective zone

Photosphere
Tachocline
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The solar radiative zone 98 of the mass is not
really under control !

• Standard solar model is marginally consistent
  with observations. But seismic measurements agree
  very well with neutrino observations
• Hypotheses are too simple !!
• Instantaneous interaction of photons with matter
• No effect of transport of matter or of magnetic
  field
• We conclude that the energetic balance is not
  precise

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What we would like to know ?

• The latitudinal rotation of the whole radiative
  zone
• A proper description of the core
• Is there a relic of the formation of the solar
  system
• Some magnetic constraints in the radiative zone

Variabilities in the energy balance Existence of
different cycles, why? where? Space climate
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(No Transcript)
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We must measure low degree solar gravity and
acoustic modes during at least one or two solar
cycles

• Doppler velocity at different heights in the
  atmosphere
• for low degree modes up to l5

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Etat davancement technique du prototype sol
GOLFNG
Tâches concernées - optique dentrée -
système dalignement optique - système de
positionnement des filtres et source - Bloc
spectromètre à résonance - chaîne de
photo-détection incluant optique et
électronique - Système dacquisition et de
Ctrl/Cde
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Système optique dentrée (3) sélecteurs
magnétiques
Selecteur faisceau incident ou source secondaire
Selecteur filtre NaD1 ou filtre continuum
transfert de létude et de la réalisation des
prototypes à commande magnétique vers un
industriel spécialisé (TE2M ) réception du
dossier détude fin année 2004 et validation
si validation, réalisation prototypes pour
février-mars 2005
( Société spécialisée dans le magnétisme et
ayant réalisé laimant du spectromètre )
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Spectromètre à résonance (1) chauffage cellule
études et conceptions mécaniques terminées
? évaluation de la puissance consommée , 1,6W
pour 180C ? cellules prototype réalisées
réalisation en cours des chaufferettes
(industriel homologué spatial) réalisation en
cours des écrans thermiques (IAC)
Écrans thermiques
Implantation des chaufferettes
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Spectromètre à résonance (2) insert mécano
thermique
études et conceptions mécaniques terminées
? études terminées avec intégration de 31 canaux
de mesures réalisation en cours de la pièce
mécanique (IAC)
Vue 3D de linsert dans lentrefer de laimant
Détails internes des canaux des reprises optiques
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Spectromètre à résonance (3) enceinte à vide
études et conceptions mécaniques terminées
? fabrication de lenceinte terminée, test de
vide O.K. réalisation en cours des câblages
des passages étanches
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Chaîne de photodétection (1) optique de couplage

• étude théorique réalisée
• optimisation du couplage de la lumière issue de
  la résonance
• ? utilisation de lentilles sphériques gain
• dun facteur 3 r/r couplage direct fibre.
• ? lumière parasite 5

réalisation ? études mécaniques et
consultations fournisseurs terminées.
réalisation des reprises optiques en cours
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Chaîne de photodétection (2) détecteur et
électronique
Mesures préliminaires de caractérisation ?
mise en oeuvre du dispositif de calibration ?
mesure de la sensibilité de la chaîne,
145mV/107photons
Matrice de photodiode et son électronique de
contrôle
Détail du boîtier de test
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Stratégie

• GOLF/MDI jusquà fin 2007
• GOLFNG sol 2006
• SolRaDGOLFNG spatial avec un minimum de pixels
• microsatellite 2010 ou sur une autre mission
  solaire
• Idem sur une sentinelle L1
• Complementaire de SDO et PICARD
• Une grosse mission SolRaD 2018-2030
• Il ne faut pas négliger cette science qui sest
  mise en place depuis plus de vingt ans !!!