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Jets magnéto-hydro-dynamiques (MHD)

par Hubert Baty, Jean Heyvaerts - 5 septembre 2008

Jets dissipatifs

Le flux de Poynting porté par les jets MHD parfaits ne se convertit que lentement en énergie cinétique de particules ultra-relativistes, ce que ne confirment pas les observations. Il est possible que ce désaccord soit dû au fait que les jets sont rendus visqueux et résistifs par la turbulence MHD et microscopique dont ils sont certainement le siège. J. Heyvaerts a entrepris de traiter le problème de la structure asymptotique des jets faiblement dissipatifs. Une formulation dans laquelle les intégrales premières de la MHD parfaite sont traitées comme des fonctions non plus constantes mais lentement variables avec la distance à la source de vent a été mise au point, d’abord pour les jets non-relativistes ne portant qu’un flux de Poynting faible, puis a été étendue à d’autres situations, notamment relativistes. Les calculs numériques relatifs à cette étude ont été confiés à N. Girard (doctorant de l’IRES de Strasbourg partiellement encadré à l’Observatoire) qui a abandonné ces travaux avant de pouvoir soutenir.

Instabilités dans les jets MHD

La stabilité globale des jets a de quoi surprendre, car la théorie linéaire indique l’existence d’instabilités destructrices pour la survie du flot telles que les instabilités de Kelvin-Helmholtz, et un rôle probablement important des instabilités MHD induites par des courants électriques (modes « de courant »). Ceci est en complet désaccord avec les observations de jets issus d’étoiles jeunes et de noyaux actifs de galaxie. H. Baty travaille sur ces questions en collaboration actuellement avec R. Keppens (Université de Louvain, Belgique), et M. Viallet. De plus, dans le contexte du réseau Européen JETSET, H. Baty co-encadre avec M. Camenzind (Heidelberg) la thèse de doctorat allemande de M. Bochi (Heidelberg) sur le même sujet. Des résultats prometteurs montrant notamment comment ces instabilités évoluent en interagissant dans leurs phases non-linéaires, permettent d’entrevoir des mécanismes de stabilisation qui expliquent cette surprenante stabilité (P03.1, P05.2). Il faut noter que la présence d’instabilités non-destructrices est aussi importante pour expliquer la morphologie observée. Les simulations numériques nécessaires à ce type d’étude requièrent l’utilisation de calculateurs parallèles très performants, comme ceux dont disposent les centres de calculs nationaux (IDRIS, et CINES).

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