2021-2022 / SPAT0028-2

Planetary magnetospheres and aurorae

Durée

20h Th, 10h Pr

Nombre de crédits

 Master en sciences spatiales, à finalité3 crédits 

Enseignant

Bertrand Bonfond, Denis Grodent

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement au deuxième quadrimestre

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Magnetosphères et aurores planétaires
Les aurores polaires ne sont pas l'apanage de la Terre. Elles apparaissent également sur les autres planètes et d'autres objets de notre système solaire, voire d'autres systèmes planétaires. Ces émissions fantomatiques sont la manifestation la plus impressionnante de l'interaction permanente entre les planètes et leur environnement spatial. Dans la plupart des cas, cette interaction résulte du couplage Soleil-Magnétosphère-Ionosphère. D'autres types de couplage existent et sont tout aussi efficaces pour produire des aurores. Nous explorerons le système solaire à la recherche de ces couplages.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Liste de sujets abordés pendant le cours


1) Introduction The Planeterrella Why studying magnetospheres and aurorae? Definitions and Classification
2) The solar wind The Interplanetary Magnetic Field (IMF) Parker Spiral
3) Characteristic Parameters of plasmas Debye shield and sheath plasma beta Magnetic Reynolds number Magnetic diffusion
4) Propagation of elm waves in ionospheric plasma
5) Frozen-in condition
6) The heliosphere Termination shock Voyager 1 & 2 IBEX and ENA
7) Motion of charged particles in a planetary magnetic field. Gyro motion Non-uniform Magnetic Fields Drift motions Magnetic mirroring Invariants
8) Magnetospheric convection Earth aurora
9) Magnetic Fields Faraday dynamo Planetary magnetic fields Magnetopause currents
10) Reconnection
11) Plasma waves
12) Aurorae on giant planets Corotation enforcement Auroral heating and the "energy crisis"

Savoirs et compétences prérequis

Corequis : SPAT0055 (ou SPAT0048)
(Il pourrait être utile de suivre les cours SPAT0001, SPAT0029)
 

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Problèmes et Travaux pratiques Un travail individuel ou de groupe sera demandé. Il sera présenté individuellement pendant l'examen oral. Plusieurs activités sont possibles. Elles peuvent être liées à l'expérience de la Planeterrella ou à l'observation des aurores radio de Jupiter.
https://www.lpap.uliege.be/cms/c_3478754/fr/lpap-planeterrella
 

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Combinaison d'activités d'apprentissage en présentiel et en distanciel


Explications complémentaires:

Une version enregistrée (MP4) de tous les cours est disponible sur Vimeo (liens fournis).
S'il n'est pas possible d'organiser des séances de travaux pratiques basés sur l'utilisation de la planeterrella, ces travaux de groupe seront remplacés par l'analyse individuelle d'un article à sélectionner dans une liste mise à disposition des étudiants. Ces articles sont disponibles sur eCampus au format pdf.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Les présentations power point (actualisées en cours d'année) ainsi que des copies de chapitres d'ouvrages de référence sont téléchargeables sur eCampus.

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation orale

- En distanciel

évaluation orale

Travail à rendre - rapport


Explications complémentaires:

L'examnen oral consiste en la présentation de l'article analysé ou de leur rapport personnel sur la planeterrella, en français ou en anglais.
Les étudiants ont de l'ordre de 15 minutes pour présenter le contenu de l'article ou de leur rapport et de tenter de faire le lien avec la matière présentée au cours.
Quelques questions seront posées à propos de l'article ou du rapport et de la matière vue au cours.
L'évaluation sera basée sur :




  • la maîtrise de la matière présentée,
  • la mise en évidence de liens avec le cours,
  • la qualité et le soin de la présentation et
  • la pertinence des réponses aux questions
En cas d'examen oral à distance, utilisation MS Teams ou Skype (solution alternative).
 

Stage(s)

Remarques organisationnelles

La présence aux cours présentiels est fortemenet recommandée.
Toutes les vidéos disponibles au téléchargement sur eCampus ou Vimeo doivent être vues.

Contacts

Prof Denis Grodent d.grodent@uliege.be
Laboratoire de Physique Atmosphérique et Planétaire
Space sciences, Technologies and Astrophysics Research (STAR) Institute
Université de Liège Institut d'Astrophysique et de Géophysique Quartier AGORA (B5c) Allée du Six Août, 19C  B-4000 Liège, Belgium
phone: +32 4 366 9773 http://www.lpap.uliege.be

Notes en ligne

PDF version of the slides presented during the classes.
PDF version of the slides presented during the classes.