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Une digression sur le filtrage des vitesse avec une distribution «coeur + halo»

Sur Voyager 1, les expérimentateurs ont ajusté aux mesures de distributions, en particulier pour les électrons, un modèle de distribution de type «coeur + halo» [Sittler and Strobel, 1987], gif c'est-à-dire un modèle obtenu en additionnant deux maxwelliennes de température et de densité différentes. Le résultat est néanmoins une distribution de facto non-maxwellienne et on peut donc se demander si ce choix de distribution permet de prévoir un gradient de température le long des lignes de champ et éventuellement un indice polytrope.

Soit donc une distribution définie par la somme de deux distributions maxwelliennes de densités tex2html_wrap_inline3874 et de températures tex2html_wrap_inline3876 , correspondant respectivement à la maxwellienne du coeur(froid) et du halo(chaud). Avec une telle distribution, on peut définir la température maxwellienne traditionnelle tex2html_wrap_inline3878 et la température effective : tex2html_wrap_inline3880 . Pour simplifier l'écriture, on pose : tex2html_wrap_inline3882 et tex2html_wrap_inline3884 (avec par conséquent tex2html_wrap_inline3886 et tex2html_wrap_inline3888 , les limites de ces domaines ramenant dans tous les cas la distribution à une simple maxwellienne) et on exprime la filtration des vitesses en considérant que la densité des froids tex2html_wrap_inline3890 à l'équateur va être multipliée par un facteur tex2html_wrap_inline3892 à l'altitude s. On obtient la variation des températures avec la latitude pour ce type de distribution coeur + halo :

eqnarray694

Pour Voyager 1, à cette distance de tex2html_wrap_inline3570 , on avait tex2html_wrap_inline3898 et tex2html_wrap_inline3900 , et donc si ces conditions étaient réalisées au passage d'Ulysse, les équations précédentes permettent de prévoir, par exemple à une latitude où la densité des froids est divisée par 4 (i.e. tex2html_wrap_inline3902 ), une variation de T d'environ 50%, une variation de tex2html_wrap_inline3664 d'environ 5% (alors que la température effectivement mesurée par Ulysse double lorsque tex2html_wrap_inline3890 est divisée par 4) gif. Remarquons pour finir cette petite digression, qu'avec ce type de distribution coeur+halo, la loi polytrope qu'on pourrait dégager serait, vu ce qui précède, dépendante de la température considérée, et donc de la sensibilité de la mesure à tel ou tel moment de la distribution, c'est-à-dire en définitive dépendante de l'instrument utilisé.


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Michel Moncuquet
Tue Jan 13 19:37:26 MET 1998