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Référence
SL-DRF-26-0301
Direction
DRF
Description du sujet de thèse
Domaine
Physique corpusculaire et cosmos
Sujets de thèse
Magnéto-convection des étoiles de type solaire: émergence du flux et origine des taches stellaires
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Le Soleil et les étoiles de type solaire possèdent un magnétisme riche et variable. Nous avons pu mettre en évidence dans nos travaux récents sur les dynamos turbulentes convectives de ce type d' étoiles, une histoire magnéto-rotationelle de leur évolution séculaire. Les étoiles naissent active avec des cycles magnétiques courts, puis en décélérant par le freinage du à leur vent de particules magnétisé, leur cycle magnétique s'allonge pour devenir commensurable à celui du Soleil (d'une durée de 11 ans) et enfin pour les étoiles vivant suffisamment longtemps finir avec une perte de cycle et une rotation dite anti-solaire (équateur lent/poles rapides). L'accord avec les observations est excellent mais il nous manque un élément essentiel pour conclure: Quel role jouent les taches solaires/stellaires dans l'organisation du magnétisme de ces étoiles et sont-elles nécessaires à l'apparition d'un cycle magnétique, ce qui s'appelle 'le paradox des dynamos cycliques sans tache'. En effet, nos simulations HPC de dynamo solaire n'ont pas la résolution angulaire pour résoudre les taches et pourtant nous observons bien des cycles dans nos simulation de dynamos stellaires pour des nombres de Rossby < 1. Dès lors les taches sont-elle une simple manifestations de surface d'une auto-organisation interne du magnétisme cyclique de ces étoiles, ou jouent-elle un rôle déterminant. De plus, comment l'émergence de flux en latitude et la taille et intensité des taches se formant à la surface évoluent ils au cours de l'évolution magnéto-rotationelle de ces étoiles? Pour répondre à cette question essentielle en magnétisme des étoiles et du Soleil, il faut développer de nouvelles simulations HPC de dynamo stellaire en soutien aux missions spatiales Solar Orbiter et PLATO pour lesquelles nous sommes directement impliqués, permettant de s'approcher plus près de la surface et ainsi de mieux décrire le processus d'émergence de flux magnétique et la possible formation de taches solaires. Des tests récents montrant que des concentrations magnétiques inhibant la convection de surface localement se forment ab-initio dans des simulations avec un nombre de Reynolds magnétique plus grand et une convection de surface plus petites échelles nous encourage fortement à poursuivre ce projet au delà de l'ERC Whole Sun (finissant en Avril 2026). Grace au code Dyablo-Whole Sun que nous co-développons avec le IRFU/Dedip, nous désirons étudier en détails la dynamo convective, l'émergence de flux magnétique et la formation auto-cohérente de taches résolues, en utilisant sa capacité de raffinement de maillage adaptative et en variant les paramètres globaux stellaire comme le taux de rotation, l'épaisseur de la zone convective, et l'intensité de la convection de surface, afin de déterminer comment leur nombre, morphologie et latitude d'émergence changent et s'ils contribuent ou non à la fermeture de la boucle dynamo cyclique.
Université / école doctorale
Astronomie et Astrophysique d’Île de France (ED A&A)
Université de Paris
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Master 2 en astrophysique, en physique des plasmas ou en HPC
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
BRUN Allan Sacha
sacha.brun@cea.fr
CEA
DSM/IRFU/DAp/LDE3
DRF/IRFU/DAp/LDE3
CEA/Saclay
Bat 709
91191 Gif-sur-Yvette, Cedex
+33 1 69 08 76 60
Tuteur / Responsable de thèse
BRUN Allan Sacha
sacha.brun@cea.fr
CEA
DSM/IRFU/DAp/LDE3
DRF/IRFU/DAp/LDE3
CEA/Saclay
Bat 709
91191 Gif-sur-Yvette, Cedex
+33 1 69 08 76 60
En savoir plus
https://wholesun.eu
https://irfu.cea.fr/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_groupe.php?id_groupe=971