Secteur actif de longitude Longitude active et cône d’émi ssion

Secteur actif de longitudeLongitude active et cône d’émission

P. H. M. GalopeauLATMOS-CNRS, Université Versailles-St Quentin

14/03/2011 Atelier Magnétosphères de Jupiter et de Ganymède, Meudon, France

Atelier Magnétosphères de Jupiter et de Ganymède, Meudon, France

Introduction• Diagramme d’occurrence du rayonnement

décamétrique « CML – phase Io »

14/03/2011

Quatre zones de probabilité d’occurrence élevées: « sources » Io-A, Io-B, Io-C et Io-D.


Le problème de la longitude active• Emission à la gyrofréquence ;• Sur une ligne de champ

magnétique entraînée par Io ;• Rayonnement dans un cône

creux ;• Instabilité maser cyclotron à

l’origine du rayonnement ;• Mouvement adiabatique des

électrons qui précipitent.

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Dépendance en phase de Io ?• Cône d’émission entraîné par Io.

Dépendance en longitude de l’observateur ?• Présence d’un secteur de longitude active entraîné par la rotation de Jupiter• Secteur lié à l’efficacité du mécanisme d’émission.


Efficacité du mécanisme

• Les électrons suivent un mouvement adiabatique le long d’une ligne de champ active ;

• Création d’un cône de perte: source d’énergie libre pour l’instabilité maser cyclotron ;

• Calcul du taux de croissance en fonction de la longitude jovicentrique de Io.

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Zones de probabilité d’occurrence maximum

• Intersection du secteur de longitude active et du cône d’émission.

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Problème inverse• Comment positionner le secteur actif pour retrouver les

sources Io-A, Io-B, Io-C et Io-D telles qu’elles sont observées ?• Changement de coordonnées : λa = λCML + π – ΦIo – δ

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Définition d’un repère local• Existence d’un angle (quelques degrés) entre le champ B et le

gradient de son module B• Définition d’un repère local:

• Définition d’une colatitude • Et d’un azimut

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1

2

3

B B

B B

B

B

B

B

Be

B

Be

B

e

direction of observation


Distribution polaire des zones source

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Utilisation de coordonnées elliptiques

• Définition :

• Ajustement d’un cône aplati :

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cos sinh cos

sin cosh sin

a

a

2 2max min

max min0

max min

1ln2

a


Equations paramétriques du cône aplati

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2 2 00 2 2

0

2 2 00 2 2

0

2 20

sinh cossin cosh cos

cosh cos

cosh sinsin cosh cos

cosh cos

cos cosh cos

x a

y a

z a


Longitude active et cône aplati

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Nord

Sud


Conclusions• Mise en évidence théorique d’un secteur de longitude active

favorisant les émissions décamétriques contrôlées par Io ;• Impossibilité d’expliquer la totalité du diagramme CML –

phase Io ;• Remise en cause du cône d’émission à symétrie axiale ;• Introduction d’un cône d’émission aplati dans la direction du

champ magnétique local ;• Les zones prédites de forte probabilité d’occurrence sont

compatibles avec les sources observées ;• Conséquences sur le mécanisme d’émission (instabilité maser

cyclotron) : nécessité d’un développement de la théorie en présence de vecteurs B et B non alignés.

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