Multidimensional non-LTE radiative transfer. Application to the helium spectrum in solar prominences.

Transfert de rayonnement hors-ETL multidimensionnel. Application au spectre de l'hélium des protubérances solaires.

Ludovick Leger (1)

1 LATT - Laboratoire Astrophysique de Toulouse-Tarbes

Radiative transfer is an essential theory in astrophysics. Developing new realistic numerical tools, faster and more precise, is still relevant to improve data exploitation of numerous existing and future instruments. The first part of my work was to develop a new non Local Thermodynamical Equilibrium (non-LTE) radiative transfer code in 2D cartesian geometry for multilevel atoms. This code is based on Gauss-Seidel/Successive Over-Relaxation (SOR) algorithms combined with multigrid techniques (Paletou & Léger 2007, Léger et al. 2007). The second part was to apply this code to the study of the He I spectrum in solar prominences. Some of its multiplets are often used to diagnose the magnetic field in those structures. The atomic fine structure of He I is taken into account, which allows to synthesize spectral lines directly comparable with high spectral resolution observations made at THéMIS for example. Geometrical effects are highlighted in the formation of those multiplets. Finally first computations of He I spectrum considering filamentary structures in 2D geometry have been made (Léger & Paletou 2008).

Le transfert radiatif est une théorie indispensable à l'astrophysique. Le développement d'outils numériques réalistes, plus rapides et plus précis, est d'actualité pour améliorer l'exploitation des données de nombreux instruments déjà existants et futurs. La première partie de mon travail de thèse a consisté à développer un nouveau code radiatif hors Equilibre Thermodynamique Local (hors-ETL) en géométrie 2D cartésienne pour des atomes à plusieurs niveaux d'énergie. Ce code repose sur des algorithmes de type Gauss-Seidel/Successive Over-Relaxation (SOR) combinés à des techniques multi-grille (Paletou & Léger 2007, Léger et al. 2007). La seconde partie de ma thèse a consisté à appliquer ce code à l'étude du spectre de He I des protubérances solaires. Certains de ses multiplets sont largement utilisés pour le diagnostic du champ magnétique dans ces structures. La structure fine atomique de He I est prise en compte, ce qui permet de synthétiser des raies spectrales directement comparables aux observations obtenues à haute résolution spectrale, par exemple avec THéMIS. Des effets de géométrie sont mis en évidence sur la formation de ces multiplets. Enfin les premiers calculs du spectre de He I considérant des structures filamentaires en 2D ont été effectués (Léger & Paletou 2008).

Mots clés: Radiative transfer; Numerical methods; Solar physics; Helium spectrum

Mots clés: Transfert de rayonnement; Méthodes numériques; Physique solaire; Spectre de l'hélium

Domaines: Planète et Univers [physics]

Ludovick Leger. Transfert de rayonnement hors-ETL multidimensionnel. Application au spectre de l'hélium des protubérances solaires.. Planète et Univers [physics]. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00332781⟩