Rôle de la reconnexion magnétique dans le vent solaire - Analyse des données Solar Orbiter et préparation de HelioSwarm // Understanding the role of magnetic reconnection in the solar wind - Solar Orbiter data analysis and preparation for HelioSwarm

La mission Solar Orbiter de l'Agence spatiale européenne a été lancée en 2020. Elle a déjà fourni une multitude de données sur le vent solaire d'une qualité sans précédent, sur une large gamme de distances radiales du Soleil (de ~0,3 à 1 unité astronomique). La question scientifique clé que le travail de doctorat vise à aborder est le rôle de la reconnexion magnétique dans la dynamique, le chauffage et la dissipation du vent solaire en fonction de la distance au Soleil et du type de vent solaire (lent, rapide, etc.), de la population (noyau ou faisceaux) et des espèces (protons ou particules alpha). Le travail de doctorat consistera à la fois en des activités de théorie/modélisation (des espèces d'ions par reconnexion) et d'analyse de données. Un travail préliminaire sur le sujet peut être trouvé ici : https://doi.org/10.1051/0004-6361/202141149. Le travail s'appuiera en grande partie sur l'analyse des fonctions de distribution des ions du capteur de protons et d'alpha qui a été construit en France (IRAP, Toulouse). Les développements réalisés serviront également à préparer l'analyse des données de l'analyseur électrostatique ionique (iESA) actuellement en cours de développement entre l'IRAP (Toulouse) et le LAB (Bordeaux) pour la mission HelioSwarm de la NASA (lancement prévu en 2029). La conception de l'instrument iESA, bien que disposant de résolutions angulaires et temporelles plus élevées, hérite directement de la conception du capteur PAS. HelioSwarm est une mission de constellation de 9 satellites qui permettra pour la première fois d'étudier la turbulence du vent solaire, la reconnexion et d'autres processus en trois dimensions, à plusieurs échelles simultanément.
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The European Space Agency's Solar Orbiter mission was launched in 2020. It has already provided a wealth of solar wind data of unprecedented quality, over a broad range of radial distances from the Sun (from ~0.3 to 1 astronomical unit). The key science question that the PhD work intends to address is the role of magnetic reconnection in the dynamics, heating and dissipation of the solar wind as a function of distance from the Sun and the type of solar wind (slow, fast, etc.), population (core or beams) and species (protons or alpha particles). The PhD work will consist in both theory/modeling (of ion species through reconnection) and data analysis activities. A preliminary work on the subject can be found here: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202141149. The work will largely be based on the analysis of ion distribution functions from the Proton and Alpha Sensor that was built in France (IRAP, Toulouse). The developments performed will further be geared to prepare for the analysis of data from the ion ElectroStatic Analyzer (iESA) that is currently being developed between IRAP (Toulouse) and LAB (Bordeaux) for NASA's HelioSwarm mission (planned for launch in 2029). The iESA instrument design, although having higher angular and temporal resolutions, directly inherits from the PAS sensor design. HelioSwarm is a 9 spacecraft constellation mission that will permit the study of solar wind turbulence, reconnection and other processes in three dimensions, at multiple scales simultaneously, for the first time.
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Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : https://amda.irap.omp.eu/

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université de Toulouse

173 SDU2E - Sciences de l'Univers, de l'Environnement et de l'Espace

physique des plasmas, théorie cinétique, MHD, analyse de données, python, github Master en physique ou astrophysique, ou diplôme d'ingénieur généraliste
plasma physics, kinetic theory, MHD, data analysis, python, github Master in Physics or Astrophysics, or Generalist Engineering Diploma