Reconstruction des mouvements du plasma dans une région active solaire à l'aide de données d'observation et d'une minimisation Lagrangienne

Abstract

À ce jour, les différentes méthodes de reconstruction des mouvements du plasma à la surface du Soleil qui ont été proposées présupposent une MHD idéale (Welsch et al., 2007). Cependant, Chae & Sakurai (2008) ont montré l’existence d’une diffusivité magnétique turbulente à la photosphère. Nous introduisons une généralisation de la méthode du Minimum Energy Fit (MEF ; Longcope, 2004) pour les plasmas résistifs. Le Resistive Minimum Energy Fit (MEF-R ; Tremblay & Vincent, 2014) reconstruit les champs de vitesse du plasma et la diffusivité magnétique turbulente qui satisfont à l’équation d’induction magnétique résistive et qui minimisent une fonctionnelle analogue à l’énergie cinétique totale. Une séquence de magnétogrammes et de Dopplergrammes sur les régions actives AR 9077 et AR 12158 ayant chacune produit une éruption de classe X a été utilisée dans MEF-R pour reconstruire les mouvements du plasma à la surface du Soleil. Les séquences temporelles des vitesses et des diffusivités magnétiques turbulentes calculées par MEF-R sont comparées au flux en rayons X mous enregistré par le satellite GOES-15 avant, pendant et après l’éruption. Pour AR 12158, nous observons une corrélation entre les valeurs significatives de la diffusivité magnétique turbulente et de la vitesse microturbulente pour les champs magnétiques faibles.

To this day, the various methods proposed for the reconstruction of plasma motions at the Sun’s surface are all based on ideal MHD (Welsch et al., 2007). However, Chae & Sakurai (2008) have shown the existence of an eddy magnetic diffusivity at the photosphere. We introduce a generalization of the Minimum Energy Fit (MEF; Longcope, 2004) for resistive plasmas. The Resistive Minimum Energy Fit (MEF-R; Tremblay & Vincent, 2014) infers velocity fields and an eddy magnetic diffusivity which solve the resistive magnetic induction equation and minimize an energy-like functional. A sequence of magnetograms and Dopplergrams documenting the active regions AR 9077 and AR 12158 are used as input in MEF-R to reconstruct plasma motions at the Sun’s surface. Time series of the inferred velocities and eddy magnetic diffusivities are compared to the soft X-ray flux observed by GOES-15. We find a positive correlation between significant eddy magnetic diffusivities and microturbulent velocities for weak magnetic fields in AR 12158.