École Nationale Supérieure de
Techniques Avancées

Résumé

Nous investiguons ici la possibilité d'une dynamo dans la zone radiative du Soleil, selon le mécanisme proposé par Spruit (2002) et complété par Zahn et al. (2007) : il diffère du mécanisme dynamo classique en cela que la régénération de la composante poloidale du champ provient d'instabilités magnétiques (instabilité magnéto-rotationnelle dite MRI ou instabilité de Tayler) et non de la convection. Pour cela, nous avons élaboré un modèle numérique dédié grâce au code Anelastic Spherical Harmonics dit ASH (cf. Brun et al. (2004)). Nous partons avec un profil de rotation différentielle dit cylindrique, soit croissant vers l'intérieur (MRI-instable), soit croissant vers l'extérieur (MRI-stable); ce profil est maintenu au cours du temps. Le champ magnétique initial est un dipôle confiné auquel on ajoute des fluctuations aléatoires. La zone radiative modélisée est celle d'une étoile stratifiée un peu plus jeune que le Soleil (pour des raisons de ressources de calcul). Après avoir validé notre modèle hydrodynamique, nous avons ajouté le champ magnétique et trouvé la gamme de paramètres qui permet de déclencher l'instabilité de Tayler et l'effet dynamo souhaité. Nous avons ensuite réalisé deux études paramétriques sur le nombre de Reynolds magnétique Rem et le temps de forçage de la rotation différentielle tau_Z. Nous avons déterminé l'existence d'une valeur seuil pour Rem en dessous de laquelle la dynamo ne peut pas se produire. Nous avons aussi mis en évidence le rôle essentiel de tau_Z pour la régénération du champ poloidal: moins la rotation différentielle est maintenue, moins cette dernière est efficace, elle n'a même plus lieu quand on laisse le profil évoluer librement. On n'observe donc qu'une régénération transitoire de champ poloidal, mais cela pourrait devenir une vraie dynamo pour d'autres paramètres que ceux utilisés. En conclusion le mécanisme dynamo étudié semble être réalisable théoriquement, mais dans une gamme de paramètres assez réduite; de plus, le mécanisme physique qu'on suppose pour maintenir la rotation différentielle est trop rapide et puissant pour être réaliste. Mots-Clés: Soleil - zone radiative - dynamo