Thèse Particules Énergétiques dans la Couronne Solaire et le Milieu Interplanétaire H/F - Observatoire de Paris

Établissement : Observatoire de Paris
École doctorale : Astronomie et Astrophysique d'Ile de France
Laboratoire de recherche : Laboratoire d'Instrumentation et de Recherche en Astrophysique
Direction de la thèse : Milan MAKSIMOVIC ORCID 0000000161725062
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-17T23:59:59

L'étude de l'accélération des particules est un problème fondamental de la compréhension des plasmas magnétisés naturels. Les particules énergétiques qui s'échappent de l'atmosphère solaire sont par ailleurs l'un des agents de la météorologie de l'espace. Les électrons produits dans l'atmosphère solaire lors des éruptions peuvent être détectés via les émissions X et radio qu'ils génèrent, mais aussi par des mesures directes à bord de satellites lorsqu'ils s'échappent dans le milieu interplanétaire.

Le sujet de thèse sera axé sur l'étude des conditions d'accélération puis de transport (et de radiation) des faisceaux d'électrons générés en liaison avec l'activité magnétique solaire dans la couronne puis s'échappant dans le milieu interplanétaire. La compréhension de ce phénomène est l'un des objectifs majeurs de la mission ESA/NASA Solar Orbiter lancée en Février 2020. Le but du projet est d'étudier le lien entre les populations d'électrons en interaction dans l'atmosphère solaire (et à l'origine du rayonnement X), les électrons s'échappant vers l'espace interplanétaire (à l'origine de rayonnements radio via la génération d'ondes de plasma et leur conversion en ondes électromagnétiques) et les électrons directement détectés dans l'espace interplanétaire.

La mission Solar Orbiter est particulièrement adaptée pour mener à bien ce type d'études puisqu'elle fournit des observations continues en X (avec l'instrument STIX), en radio (avec l'instrument RPW) et de détection de particules interplanétaires (avec l'instrument EPD). La combinaison des diagnostics X et radio permet d'étudier les distributions temporelles, spatiales et énergétiques des électrons à leur source ainsi que les conditions qui permettent aux faisceaux d'électrons énergétiques l'accès au milieu interplanétaire. La combinaison avec l'instrument EPD à bord de Solar Orbiter permet en cas de détection des électrons dans le milieu interplanétaire de comparer directement les nombres et spectres d'électrons au soleil et dans le milieu interplanétaire. Les données radio de Solar Orbiter pourront être également combinées aux observations radio sol (en particulier celles de Nançay).

Le sujet de thèse sera axé vers l'examen d'une certaine classe d'éruptions X (Hard X-ray microflare) » récemment mis en évidence par l'instrument STIX sur Solar Orbiter et qui semblent bien associés à des détections d'événements à électrons avec EPD avec des spectres en énergie particulièrement durs. Le lien entre ce qui se passe à la surface du soleil en rayons X et la détection d'électrons interplanétaires associés sera étudié en examinant les caractéristiques des sursauts radio associés et la présence éventuelle d'ondes de Langmuir au passage du faisceau en utilisant les données de RPW ainsi que (si elles sont disponibles) des observations radio à plus haute fréquence provenant des instruments radio de Nançay. Une seconde étude portera sur des événements radio et X observées pendant les campagnes d'observations d'éruptions de l'instrument UV (EUI) sur Solar Orbiter pendant lesquelles les observations UV sont obtenues à très haute cadence temporelle (similaires aux cadences d'acquisition des observations X). Ceci devrait permettre de mieux comprendre les conditions d'association des électrons dans la basse atmosphère et dans le milieu interplanétaire en suivant l'évolution des structures magnétiques et des sites d'émissions des électrons dans la région en éruption ainsi que les conditions d'accès des électrons à des structures magnétiques ouvertes.

Les travaux d'analyse de données seront menés en collaboration avec les équipes PI des instruments (LIRA et LPC2E pour RPW, FHNW en Suisse pour STIX) et en collaboration avec des spécialistes de l'instrument EPD (ESA Madrid) et EUI (IAS Orsay). L'interprétation des résultats observationnels pourra se faire collaboration avec des équipes de théoriciens (au Mullard Space Science Laboratory et à l'Université de Glasgow).

Bonne connaissance de la physique en général et compétences en analyse de données. Curiosité et ouverture d'esprit