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Vecteur champ magnétique à haute résolution temporelle par Spectro-imagerie DPSM

Vecteur champ magnétique à haute résolution temporelle par Spectro-imagerie DPSM. P. Mein, V. Bommier, N. Mein. Exemple de spectro-image obtenue avec le Double Passage Soustractif Multicanal (MSDP). Tour Solaire de Meudon, raie H a. G. Molodij, campagne 2007 coordonnée avec Thémis.

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Vecteur champ magnétique à haute résolution temporelle par Spectro-imagerie DPSM

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Presentation Transcript

  1. Vecteur champ magnétique à haute résolution temporellepar Spectro-imagerie DPSM P. Mein, V. Bommier, N. Mein

  2. Exemple de spectro-image obtenue avec le Double Passage Soustractif Multicanal (MSDP) Tour Solaire de Meudon, raie Ha G. Molodij, campagne 2007 coordonnée avec Thémis

  3. THEMIS / MSDP Analyse polarimétrique par images simultanées I + S, I - S (S=Q,U,V) 16 canaux alternés en l Grille en F1 avant l’analyseur SP1 SP2 F1

  4. Le Volume3D (x,y,l) du MSDPpermet un balayage rapidedu champ total observé

  5. Accroissement de la résolution spectrale / diminution de la résolution spatiale Interpolation dans le plan (X,l) D G C E F B A 0 Ca I 610.27 nm CaI 610.27 nm | IF-IB| << | IF-IA | Cubic interp. ABCD E resol. 4 pm (compensated departures +/-0.35 ’’) Cubic interp. HAED F sampl. 2 pm AEDI G Wavelength (MSDP channels)

  6. Quelques éléments de comparaison entre Spectro à fente et Spectro-imagerie (ordres de grandeur pour Thémis 2007) MTR MSDP MSDP 16 canx (+x,l) 32 canx (+x,l) en fonction en option Résol spectrale(600nm) largeur de bande fte F1 3 – 5 pm ftes SP1 4 pm 4 pm échantillonnage 1 pm 8 (4) pm 4 (2) pm Raies fortes 50 pm + + + + + Raies photosph. 15 pm + + ++ Nombre de raies<= 6 1 + 1 1 + 1 L’échantillonnage est plus finavec laspectro à fente, mais le caractère 3Ddu MSDP permet un accroissement de résolution spectralemoyennant unediminution de résolution spatiale(+/-0.35’’).

  7. Ca MSDP Inversion UNNOFIT Fe MTR -2000 0 2000 Gauss 2000

  8. Thémis 2006 B// Bt f Ca Fe 6302 Fe: MTR, 6103 Ca: MSDP Raies différentes, temps différents

  9. 610.3 CaI 630.2 FeI THEMIS / MSDP 11 juin 2007 Inversion UNNOFIT

  10. Résolution spatiale MTR MSDP 16 canx + (x,l) pixel+aberr+diffraction 0.3 ’’ 0.3’’ fenteF1 1’’ pas en X 0.7’’ interpol. (X,l)0.7’’ lissage XY pour rapport S/B 1’’ (champ transverse) atmosphère 0.5’’? 0.5’’? La résolution du MSDP n’est pas limitée par une fente F1, ni par un pas en X. Mais le gain en résolution spatiale ne peut être conservé que par un accroissement de la résolution spectrale (32 canaux?) et du nombre de photons (caméras, EST?) évitant interpolation (x,l) et lissage XY.

  11. Résolution temporelle MTR MSDP Hinode (cartes rapides) Champ Y (grille) 100’’ 160’’ 164’’ Champ X (grille) - 9’’ - Pas X 0.7’’ 5’’ 0.32’’ Durée de balayage pour 100’’x160’’: Bv(+Q-Q+U-U+V-V) 100 mn 9 mn 19 mn B// (+V-V) 4 mn Avec des temps de balayage < 10 mn, le MSDP permet d’accéder aux modifications du champ au cours de nombreux évènements dans les régions actives (éruptions, CMEs…)

  12. B// d’après observations Ha(THEMIS/MSDP) Intensity Line center Doppler Velocity +/-27pm B// +/-27pm Smoothing 3*3 arcsec Observations B. Schmieder (2004)

  13. Comparaison avecNaD1 Intensity Line center B// +/-8pm 250km Intensity +/-24pm B// +/-24pm

  14. Projet EST / MSDP 40 canaux Largeur de bande 2 pm Echantillonnage 3 Résol spatiale0.2’’ ? Résol. temporelle t < 5 mn ? Faible lumière diffusée N raies simultanées (N=3?) par N optiques motorisées permettant des échanges rapides Totalement compatible avec EST / MTR à haute résolution spectrale

  15. Projet EST / MSDP Résolution spatiale • - Pas de limitation par la largeur de fente • - Pas de limitation par le pas en X • Pas de nécessité d’une interpolation (x,l) • Pas de nécessité de lissage XY (grand nombre de photons) • Possibilité de traitement d’images 2D (destretching, speckle…) • Diffraction + pixel +aberrations 0.2’’ ? • Optique adaptative ?

  16. Projet EST / MSDP: quelques programmes et jeux de raies simultanées 1 – Emergence et annihilations de flux (régions actives et Soleil calme) FeI 15648 FeI 6302 CaII 8542 ( HI 4861) CaI 6102 (FeI 8688) NaI 5896 HI 6563 FeI 6302 (FeI 8688) HeI 10830 CaII 8662 2 – Configuration magnétique des filaments et protubérances FeI 15648 (FeI 6302) HeI 5876 HI 4861 HeI 5876 HeI 10830 HI 6563 3 – Tubes de flux et échanges d’énergie (facules et réseau) CaI 6102 (FeI 8688) NaI 5896 HI 6563 FeI 6302 (FeI 8688) HeI 10830 CaII 8662 (CaII 3968) 4 – Champ magnétique hors régions actives, second spectre SrI 4607 CrI 4275 BaII 4554 BaII 4554 CaII 3933 FeI 4405 SrI 4607 MnI 15265 CaII 8498

  17. Résol. temporelle Durée de balayage 100’’x160’’ mn 1 2 4 8 15 30 60 120 8 4 2 1 EST / MSDP ? +/-0.15’’ TH / MSDP Éruptions CMEs 32 +/-0.2’’ 16 +/-0.4’’ Hinode rapide TH / MTR pm Echantillonnage spectral Raies photosph Raies fortes

  18. Résol. temporelle Durée de balayage 100’’x160’’ mn 1 2 4 8 15 30 60 120 8 4 2 1 ? EST / MSDP Éruptions CMEs TH / MSDP Hinode rapide TH / MTR pm Bande passante spectrale Raies photosph Raies fortes

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