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UE 12 - Les plasmas planétaires

Ce module est destiné à présenter les structures et les mécanismes physiques essentiels des plasmas autour des différents objets du système solaire (planètes, satellites planétaires et comètes). L’accent est mis sur les interactions entre d’une part la composante ionisée de l’atmosphère et d’autre part l’atmosphère neutre, le corps solide, le champ magnétique intrinsèque de l’objet (quand il existe), et le couplage avec le vent solaire.

Pré-requis recommandés  : Physique de base.

Contenu :

1 - Les milieux en interaction : F. Fontaine (LPP, Vélizy)
- Milieu interplanétaire (plasma du vent solaire, champ magnétique interplanétaire, structure à grande échelle de l’ionosphère)
- Enveloppe gazeuse planétaire (stratification des atmosphères, formation et dynamique des ionosphères)
- Les différents types d’interactions de vent solaire/objets du système solaire

2 - Obstacles non magnétisés et faiblement magnétisés : J.-Y. Chaufray (LATMOS, Guyancourt/Jussieu)
- Observations optiques et magnétiques au voisinage des objets du système solaire et classification des interactions avec le vent solaire
- Objets ayant une enveloppe gazeuse : Environnement neutre (gravité nulle : comètes ; gravité non nulle : théorie exosphérique de Vénus, Mars, Titan, Io) et Environnement ionisé
- Le champ magnétique interplanétaire au voisinage des objets ayant une enveloppe gazeuse
- Exosphères des objets sans atmosphère : Mercure et la Lune
- Interaction du vent solaire avec la Lune et les astéroides

3 - Les planètes magnétisées : de Mercure aux planètes géantes : L. Lamy (LESIA, Observatoire de Paris-Meudon)
- Structure et dimensions des magnétosphères
- Circulation du plasma magnétosphérique
- Sources et puits du plasma magnétosphérique, transport, accélération
- Electrodynamique du système ionosphère-manétosphère-vent solaire
- Electrodynamique d’un système magnétosphère-satellite
- Physique et émissions électromagnétiques aurorales

Bibliographie (pour commencer) :
- Kivelson, M. G. & C. T. Russell, eds., Introduction to Space Physics, Cambridge University Press, 1995 : Historique, Soleil, Vent Solaire, Ionosphères, Magnétosphères etc.
- Encrenaz, T. et al., Le système solaire (3ème édition), Savoirs Actuels, EDP-Sciences / CNRS-Éditions, Paris, 2003 : introduction aux ionosphères et magnétosphères (chapitres 5, 8, 10).
- D. Gurnett & A. Bhattacharjee, Introduction to plasma physics, Cambridge Univ. Press, 2005 : rappels utiles de physique des plasmas.

Mode de contrôle des connaissances : Présentation orale d’un article et questions.

Responsable : Laurent Lamy, Laboratoire d’Etudes Spatiales et Instrumentales en Astrophysique (LESIA), Observatoire de Paris, CNRS, Meudon Tel :+33 (0)1-45-07-76-61 Courriel : laurent.lamy[@robas]obspm.fr





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