Réalisé en co-direction avec Antoine Strugarek. / La tachocline solaire est encore aujourd’hui un important sujet de débat dans la communauté.
La compréhension de cette mince couche, à l’interface entre les zones radiative
et convective, est très importante à la compréhension globale du fonctionnement du
Soleil. En effet, l’inclusion d’une tachocline a un impact majeur dans les modèles de
dynamo générant le champ magnétique du Soleil. De plus, la rotation différentielle observée
dans la zone de convection devrait se propager dans la zone de radiation, où la
rotation est uniforme, de sorte que la tachocline devrait être beaucoup plus épaisse que
ce que les observations indiquent. Le processus menant au confinement de la tachocline
est encore incertain, bien que de nombreuses hypothèses furent apportées pour tenter de
l’expliquer. Un des ces scénarios propose que la pénétration du champ magnétique dynamo
sous la zone convective mène à la suppression de la rotation différentielle dans la
tachocline. Nous présentons ici un modèle MHD simplifié en une dimension afin de tester
ce scénario de tachocline rapide. Nous nous intéressons à deux cas particuliers : une
tachocline où le transport de moment cinétique est dû à la viscosité, puis une tachocline
où l’épaississement radiatif domine la viscosité. Nous avons analysé plusieurs simulations
dans le but de déterminer dans quelles conditions physiques le confinement de la
tachocline est possible via ce scénario. L’amplitude du champ magnétique pénétrant sous
la zone convective, la diffusivité magnétique, la viscosité et la diffusivité thermique ont
un impact majeur sur les résultats et nous concluons en déterminant selon quels régimes
de paramètres la tachocline pourrait être confinée par un tel champ dynamo. / The solar tachocline remains the subject of vigorous ongoing research efforts. Understanding
the dynamics of this thin layer at the interface between the radiative and convective
zones is important to the overall understanding the Sun’s inner workings. Indeed,
the presence of a tachocline plays a major role in most dynamo models that describe the
generation of the solar magnetic field. Moreover, the differential rotation observed in the
convection zone should spread in the radiation zone, where the rotation is uniform, so
the tachocline should be much thicker than inferred from helioseismic inversions. The
physical mechanism(s) responsible for confining the tachocline has not yet been identified
with confidence, although many promising hypotheses have been put forth. One
of these invokes the penetration of a dynamo magnetic field below the convective zone,
leading to the suppression of the differential rotation in the tachocline through the action
of magnetic stresses. We present here a simplified MHD model formulated in one
spatial dimension, in order to test this fast tachocline scenario. We focus on two specific
physical cases : one where the angular momentum transport is due to the viscosity and
the other where radiative spreading dominates over viscosity. We carry out and analyze
several simulations to determine under which physical conditions the confinement of the
tachocline is possible via this scenario. The amplitude of the magnetic field penetrating
the convective zone, the magnetic diffusivity, the viscosity and the thermal diffusivity
all have a major impact on the results, and we conclude by determining under which
parameters the tachocline could be confined by such a dynamo field.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/18798 |
| Date | 10 1900 |
| Creators | Barnabé, Roxane |
| Contributors | Charbonneau, Paul |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse ou Mémoire numérique / Electronic Thesis or Dissertation |
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