Étude statistique et observationnelle des éruptions solaires sympathiques

Abstract

Les éruptions solaires figurent parmi les phénomènes les plus énergétiques de notre système solaire. La radiation intense et, parfois, l’éjection de masse qu’elles génèrent peuvent avoir des répercussions directes sur nos technologies et infrastructures, tant sur Terre que dans l’espace. Étudier ces événements éruptifs est donc essentiel pour comprendre les mécanismes qui les déclenchent et ainsi tenter de les prédire. Dans ce contexte, il est pertinent de s’intéresser à un type particulier d’éruptions: les éruptions solaires sympathiques. Ces dernières montrent des corrélations dans l’espace et dans le temps, probablement causées par une interaction physique entre les régions actives dans lesquelles elles se déclenchent. Cependant, aucune preuve statistiquement significative de leur existence n’a encore été présentée. Dans ce mémoire, nous analysons les éruptions solaires sympathiques afin de quantifier leurs propriétés physiques et statistiques en fonction de la phase du cycle solaire. Pour y arriver, nous utilisons des observations d’un grand nombre d’éruptions, obtenues grâce aux missions spatiales Solar Dynamics Observatory, Reuven Ramaty Energy Solar Spectroscopic Imager et Solar Orbiter. Pour la première fois, nous démontrons de manière statistiquement significative la présence des éruptions solaires sympathiques sur le Soleil, avec un déclenchement caractérisé par une échelle temporelle et spatiale précise. Nous proposons également un modèle physique fondé sur la taille des boucles de champ magnétique reliant différentes régions actives, afin d’expliquer les échelles caractéristiques observées. De plus, nous quantifions la fréquence de ces événements, ce qui pourrait éventuellement influencer les modèles prédictifs présentement utilisés pour la météorologie spatiale. Ce mémoire présente une étude novatrice, établissant ainsi une base solide pour de futures recherches statistiques sur ces éruptions fascinantes. Solar flares are among the most energetic phenomena in our solar system. The intense radiation and, at times, mass ejection they produce can have direct impacts on our technologies and infrastructure, both on Earth and in space. Studying these eruptive events is therefore essential to understanding the mechanisms that trigger them, and, in turn, to attempt predicting their occurrence. In this context, it is relevant to focus on a particular type of eruption: sympathetic solar flares. These eruptions exhibit spatial and temporal correlations, likely due to a physical interaction between the active regions in which they occur. However, no statistically significant evidence of their existence has yet been presented. In this thesis, we analyze sympathetic solar flares to quantify their physical and statistical properties as a function of the solar cycle phase. Towards this end, we use observations from a large set of eruptions, obtained from the Solar Dynamics Observatory, Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager, and Solar Orbiter missions. For the first time, we demonstrate in a statistically significant way the presence of sympathetic solar flares on the Sun, with triggering characterized by a well-defined temporal and spatial scale. We also propose a physical model based on the size of magnetic field loops connecting different active regions to explain the observed characteristic scales. Additionally, we quantify the frequency of these events, which could potentially influence predictive models currently used in space weather forecasting. This thesis presents an innovative study, establishing a solid foundation for future statistical research on these fascinating eruptions.