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AbstractAbstract
[en] The solar corona is a highly dynamical medium: instabilities of the magnetic field, which structure the plasma, lead to the acceleration and heating of charged particles and to the ejection of large structures into the heliosphere, the Coronal Mass Ejections (CMEs). These ejected magnetic structures can interact with the Earth's magnetic field and thereby affect the plasma environment and the high atmosphere of the Earth. Studying the origin and propagation of CMEs is of interest for both astrophysics in general and space weather applications. The understanding of the basic processes is indeed a pre-requisite for developing prediction methods of potentially geo-effective disturbances based on observations of the solar corona. The CMEs are observed and studied primarily through coronographic images. The basic limitation of the coronagraph is that it shows the corona only in the plane of the sky, and blocks by necessity the view on the solar disk. But the geo-effectiveness of a CME depends crucially on the proximity to the Sun-Earth line and the measurements of the propagation speed, onset and early evolution of CMEs in the low corona are not accessible to coronographic observations. This thesis presents the study of CMEs in three different stages: (1) a case study of the CME evolution in the low corona and of its role in particle acceleration, (2) the relationship between the polarisation of the type IV radio emission associated with Earth-directed CMEs in the corona and the orientation of the magnetic field observed as the CMEs arrive at the Earth, and (3) the estimation of the travel times of CMEs to the Earth. Radio imaging with the Nancay Radioheliograph (NRH) suggest that radio images at metric wavelengths track the early evolution of CMEs well before they become visible in the corona. The examination of the CME evolution in the low corona developed in this work was illustrated through the study of the eruptive event on 26 April 2008, which offered a unique opportunity to investigate the physical link between a single well-identified CME, electron acceleration as traced by radio emission, and the production of solar energetic particles (SEPs) observed in space. We conduct a detailed analysis combining radio observations (NRH and Decameter Array, Wind/WAVES spectrograph) with remote-sensing observations of the corona in extreme ultraviolet (EUV) and white light as well as in-situ measurements of energetic particles near 1 AU (SoHO and STEREO spacecraft). By combining images taken from multiple vantage points we were able to derive the time-dependent evolution of the 3D pressure front developing around the erupting CME. Finally, we identified, from the radio and SEP observations, three different particle acceleration regions associated to the evolution of the same CME, separated in longitude by about 140 deg.. The observations for this event showed that it is misleading to interpret multi-spacecraft SEP measurements in terms of one acceleration region in the corona. (author)
[fr]
La couronne solaire est un milieu tres dynamique: instabilites du champ magnetique, qui structure le plasma, conduit a l'acceleration et le chauffage des particules chargees et a l'ejection de grandes structures dans l'heliosphere, les emissions de masse coronale (CME, selon ces sigles en anglais). Ces structures magnetiques ejectees peuvent interagir avec le champ magnetique de la Terre et affecter le plasma de l'environnement. Ces structures conduisent egalement a l'induction des courants electriques dans le sol a des latitudes elevees. L'etude de l'origine et de la propagation de ces emissions est d'interet pour l'astrophysique dans l'encadre des applications generales et pour la meteorologie de l'espace. La comprehension des processus de base est une condition importante pour l'elaboration des methodes de prevision des arrivees de ces perturbations en utilisant des observations de la couronne solaire. Les CMEs sont observees et etudiees a travers des images coronographiques. La limitation fondamentale du coronographe est qu'il montre la couronne seulement dans le plan du ciel, donc il bloque, forcement, la vue sur le disque solaire. Mais le geoefficacite d'une CME depend essentiellement de la proximite a la ligne Soleil-Terre et de l'evolution dans la basse couronne que ne sont pas visibles a travers des observations coronographiques. Un des problemes est la difficulte d'estimer l'arrivee d'une CME a la Terre, parce que les mesures avec coronographes directes de la vitesse de propagation des CMEs qui est dirigee vers la Terre ne sont pas possibles dans la ligne Soleil-Terre. Cette these presente l'etude des CMEs en trois etapes: (1) une etude de cas de l'evolution CME dans la basse couronne et son role dans l'acceleration des particules, (2) la relation entre la polarisation de l'emission de sursauts radio de type IV associees a CMEs dans la couronne et l'orientation du champ magnetique observe quand les CMEs arrivent a la Terre, et (3) des estimations radiatives de la vitesse des CMEs pour les previsions des temps d'arrivee des CMEs a la Terre. Imagerie en utilisant des emissions radio dans la basse couronna peut montrer les signatures des CMEs sur le disque solaire. Des etudes precedentes avec le Radioheliographe de Nancay (NRH) suggerent, en fait, que les images de radio aux longueurs d'onde metriques peuvent suivre l'evolution des CMEs bien avant qu'ils deviennent visibles dans la couronne. Le diagnostic de l'evolution CME dans la basse couronne developpee dans ce travail a ete illustree par l'etude de l'evenement eruptif du 26 Avril 2008, qui a offert une occasion unique d'etudier le lien physique entre une seule CME bien identifiee, l'acceleration des electrons trace par emission radio, ainsi que la production des particules energetiques solaires (SEP, selon ces sigles en anglais) observees dans l'espace. Nous effectuons une analyse detaillee en combinant les observations radio (NRH et DAM, Wind / WAVES spectrographe) et les observations de la couronne avec des satellites dans EUV et lumiere blanche, ainsi que des mesures 'in situ' des particules energetiques pres de 1UA (satellites SoHO et STEREO). En combinant des images prises a partir de plusieurs points de vue, nous avons pu deduire l'evolution 3D en fonction du temps du front de l'ejection de masse qui s'est developpee autour de l'eruption de la CME. Enfin, nous avons identifie, a partir des observations radio et SEP, trois regions differentes d'acceleration des particules associees a l'evolution de la meme CME, separes en longitude environ 140 deg. (auteur)Original Title
Etudes des emissions radio et rayons X des ejections de masse coronale et leur pertinence pour la meteorologie de l'espace
Primary Subject
Source
20 Oct 2016; 173 p; [210 refs.]; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses; These
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
ANTENNAS, ATMOSPHERES, ELECTRICAL EQUIPMENT, ELECTROMAGNETIC RADIATION, ELECTRONIC EQUIPMENT, EQUIPMENT, IONIZING RADIATIONS, OPTICAL PROPERTIES, PHYSICAL PROPERTIES, RADIATIONS, RADIO EQUIPMENT, RADIOWAVE RADIATION, SOLAR ACTIVITY, SOLAR ATMOSPHERE, SPACE, STELLAR ACTIVITY, STELLAR ATMOSPHERES, STELLAR CORONAE, STELLAR FLARES, TELESCOPES, X RADIATION
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