Pôles scientifiques

 Le pôle Étoile

Le pôle Étoile est composé de deux équipes thématiques : SEISM (Sismologie pour l’Etude des Intérieurs Stellaires et leur Modélisation) et MagMaS (Magnetism & Massive Stars).

L’équipe SEISM a pour objectif principal d’étudier et d’améliorer la description physique des intérieurs stellaires. Elle utilise la sismologie et la modélisation stellaire. L’équipe SEISM joue un rôle moteur dans plusieurs projets d’observation sismique de haute précision, dans l’espace (CoRoT, PLATO) comme au sol (Stephi). Elle a développé en parallèle une expertise en analyse de données et travaux d’interprétation théorique allant des dévelopements analytiques aux simulations numériques

L’équipe MagMaS a deux objectifs principaux :

• l’étude des champs magnétiques stellaires et des magnétosphères en particulier par la spectropolarimétrie et les études UV et X.
• l’étude de la physique des étoiles massives via plusieurs techniques. En particulier MagMas utilise l’astérosismologie, la spectroscopie multi-longueur d’onde, la spectropolarimétrie, la photométrie, ainsi que la modélisation. L’équipe MagMas est fortement impliquée dans le projet international MiMeS (Magnetism in Massive Stars) qui étudie le magnétisme des étoiles massives via trois grands programmes d’observations au CFHT, au TBL et à l’ESO.

 Le pôle Haute Résolution Angulaire en Astrophysique (HRAA)

Le pôle HRAA regroupe six équipes impliquées dans la recherche et le développement des instruments optiques à haute résolution angulaire pour l’astronomie aussi bien au sol que dans l’espace et dans les principaux programmes astrophysiques bénéficiant de ces techniques de pointe. Le pôle est au cœur de la définition et la construction de plusieurs instruments pour le VLT, le VLTI et le JWST. Il participe aussi aux études pour l’instrumentation du futur E-ELT et pour de futurs grands interféromètres.

Les thématiques en recherche instrumentale portent sur :

• l’optique adaptative, l’analyse de front d’onde, les étoiles lasers, la commande et le contrôle temps réel, et la restauration des images corrigées par optique adaptative,
• l‘imagerie à très haute dynamique, la coronographie, l’imagerie différentielle et la suppression active des tavelures,
• l’interférométrie multi-télescope, le filtrage spatial et le transport par fibre optique, l’interférométrie annulante, la réduction des données et la synthèse d’images en interférométrie, le cophasage des interféromètres et le masquage de pupille.

Ces thématiques sont développées afin de servir les programmes astrophysiques suivants :

• la détection et la caractérisation des planètes extrasolaires et des disques protoplanétaires et de débris,
• l’étude de la structure et de l’atmosphère des étoiles, ainsi que leurs environnements proches,
• la mesure de paramètres fondamentaux des étoiles,
• l’imagerie et l’analyse du coeur des galaxies comme le centre galactique et les AGNs proches.

Le pôle est aussi porteur d’une action de valorisation dans le domaine des applications biomédicales comme l’imagerie à haute résolution spatiale de la rétine humaine in vivo en collaboration avec des ophtalmologistes.

 Le pôle Planétologie

Pratiquement tous les objets du système solaire sont étudiés au LESIA. Les thématiques liés à l’environnement ionisé sont décrites dans le pôle plasma, et ne seront abordés ici que l’étude des atmosphères neutres et des surfaces des différents d’objets.

Les objectifs scientifiques, liés aux développements récents observés en planétologie concernent principalement :

• La recherche des origines : contraindre les modèles d’origine du système solaire à partir des observations de paramètres clés (mesure de la composition chimique élémentaire et isotopique des atmosphères planétaires, cométaires et des surfaces des petits corps ; détermination des familles de petits corps à partir de leur nature physique) ; développer des modèles numériques de formation planétaire dans des disques circumstellaires ;
• La planétologie comparée : étudier les processus physiques à l’œuvre dans les planètes, comètes, astéroïdes ou satellites, pour en retracer l’évolution.

Les objets étudiés vont de Mercure à Pluton en passant par les astéroïdes, les Objets transneptuniens, et les comètes. Les recherches s’appuient sur des données spatiales (Mars Express, Venus Express, Cassini-Huyghens, Rosetta, SMART-1, JUNO, Herschel) et sur des données télescopiques (VLT, IRAM, radiotélescope de Nançay et bien d’autres).

 Le pôle Physique des Plasmas

Le pôle Plasmas du LESIA étudie les plasmas héliosphériques par l’observation, la théorie, et la simulation numérique. L’observation des plasmas est réalisée soit in situ, soit à distance par des instruments embarqués sur des sondes spatiales et par des récepteurs radio au sol. Le pôle a atteint une expertise reconnue et inégalée dans la conception et la réalisation de récepteurs d’ondes radio.

L’activité du pôle s’articule autour de trois thèmes principaux :

• Radioastronomie basses fréquences, spatiale et sol ;
• Mesure in situ des plasmas spatiaux et travaux théoriques ou de modélisation associés ;
• Théorie et Simulations numériques.

Plus particulièrement, nous étudions :

• Le vent solaire (dans tous ces aspects, depuis son lieu d’origine à la surface du Soleil jusque dans le milieu interplanétaire) et son interaction avec les autres objets du système solaire ;
• Les mécanismes de générations des émissions radio solaires (chocs, éjections de matière coronales) ;
• Les magnétosphères planétaires (interaction avec le vent solaire, structure et dynamique, réservoirs de plasma, physique aurorale, émissions radio planétaires).

Les données proviennent notamment des sondes spatiales WIND, Ulysses, Cluster, Cassini, STEREO (en cours de réalisation : Solar Orbiter, Bepi Colombo, Solar Probe+, JUICE), du réseau décamétrique de Nançay et du radiotélescopes LOFAR (en cours de réalisation : NenuFAR et SKA).

 Le pôle Physique Solaire

Les recherches du pôle de physique solaire portent sur le magnétisme solaire et ses effets dans l’héliosphère depuis les basses couches du Soleil (photosphère, chromosphère, couronne) jusqu’au milieu interplanétaire.

Les trois principaux thèmes de recherche du pôle solaire sont les suivants :

• Génération, émergence et évolution des champs magnétiques ;
• Dissipation magnétique et instabilités éruptives, mécanismes d’accélération des particules ;
• Structure de la couronne solaire et éjections de masse, couplage de la couronne avec l’héliosphère.

Les chercheurs du pôle solaire utilisent des données d’instruments sol (tels que THEMIS ou le radiohéliographe de Nançay) ainsi que d’instruments spatiaux (SoHO, HINODE, RHESSI et bien d’autres) pour élaborer des théories d’évolution spatiale et temporelle du champ magnétique solaire.