The interplanetary hydrogen: a tracer of the heliospheric interface
L’hydrogène interplanétaire : un traceur de l’interface héliosphérique
Résumé
The heliospheric interface results from the interaction between the solar wind and the interstellar medium (ISM). The interplanetary hydrogen (IPH), a population of neutrals that fill the space between planets inside the heliosphere, carries the signature of the ISM and the heliospheric interface: as the incoming ISM ionized component deflects at the heliopause, charge exchange reactions decelerate the bulk motion of the neutrals that penetrate the heliosphere. Inside the heliosphere, the IPH is further affected by the Sun and resonantly scatters the solar Lyman-alpha photons. Solar cycle 23 provided the first partial temporal map of the IPH velocity.
In a first part, I present an updated analysis of IPH velocity measurements from the Hubble Space Telescope spectrometers (GHRS & STIS) and compare these results with those of the SOHO/SWAN instrument and two different time-dependent models. With updates to the HST data points, we now find that all data can be fit by the existing models to within 1σ, with the exception of SWAN observations taken at solar minimum (1997/98). We interpret this discrepancy as a possible effect due to the obliquity of the local interstellar magnetic field.
In a second part, I describe the development of sounding-rocket experiment (HYPE-INSPIRE) which will observe the emission line profile of the IPH Lyman-alpha transition with a Spatial-Heterodyne Spectrometer (SHS), an emerging new class of interferometers. This instrumental work revealed an efficiency anomaly in the diffraction grating used for the payload. I conclude by a description of the current state of advancement of the project with a flight scheduled in 2012.
L’interface héliosphérique résulte de l’interaction entre le vent solaire et le milieu interstellaire (MIS). L’hydrogène interplanétaire (HIP), une population de neutres qui remplit l’espace entre les planètes à l’intérieur de l’héliosphère, porte la signature du MIS et de l’interface héliosphérique : alors que la composante ionisée du MIS est déviée à l’héliopause, des réactions d’échange de charge ralentissent le mouvement d’ensemble des neutres qui pénètrent l’héliosphère. A l’intérieur de l’héliosphère, l’HIP subit l’influence du Soleil et diffuse les photons Lyman-alpha. Le cycle solaire 23 fournit le premier relevé temporel de la vitesse de l’HIP.
Dans une première partie, je présente une mise-à-jour de l’analyse des mesures de vitesse de l’HIP faites par les spectromètres du Hubble Space Telescope (GHRS et STIS) et compare ces résultats avec ceux de l’instrument SOHO/SWAN et deux modèles dépendant du temps. Avec ces mises-à-jour des observations HST, nous trouvons que toutes les données peuvent être ajustées aux modèles existants dans un intervalle d’une barre
d’erreur, à l’exception des observations SWAN faites lors d’un minimum solaire (1997/98). Nous interprétons cet écart comme un possible effet dû à l’inclinaison du champ magnétique interstellaire local.
Dans une seconde partie, je décris le développement d’une expérience sur fusée-sonde (HYPE-INSPIRE) qui observera le profil d’émission de la raie Lyman-alpha de l’HIP avec un Spectromètre Hétérodyne Spatial (SHS), un nouveau type d’interféromètre. Ce travail instrumental a révélé une anomalie d’efficacité dans le réseau de diffraction utilisé pour l’expérience. Je conclus par une description de l’état d’avancement du projet avec un vol prévu en 2012.
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