Dynamo de collision galactique

Dynamo de collisions galactiques

Niveau  : M1, M2
Laboratoire de rattachement : ISTerre
Encadrant  : Franck Plunian et David Cébron
Téléphone  : +33 476 635 243
Mots clés : Electromagnétisme, Effet Dynamo, Simulation numérique

Contexte et objectifs du stage

Au cours de son existence on estime qu’une galaxie peut entrer quatre à cinq fois en collision avec d’autres galaxies. Lorsque deux corps célestes présentant chacun une forte rotation différentielle se rapprochent l’un de l’autre, alors l’amplification d’un champ magnétique par effet dynamo devient possible. Cela permettrait d’expliquer pourquoi certaines galaxies possèdent un champ magnétique d’une intensité beaucoup plus élevée que celui régnant dans le milieu interstellaire.
La possibilité théorique d’un effet dynamo par le couplage de deux objets voisins en rotation différentielle est connue depuis Herzenberg & Lowes (Phil. Trans. Roy. Soc. 1957) et a fait l’objet de plusieurs démonstrations expérimentales par Lowes & Wilkinson (Nature 1963, 1968). Les démonstrations numériques d’un tel problème sont assez récentes, essentiellement parce qu’elles nécessitent un outil numérique adapté à une géométrie constituée de plusieurs corps (Brandenbourg Proc. Roy. Soc. Lond . 1998, Marcotte 2013).
Dans le cadre de ce stage nous explorerons le phénomène de dynamo produit par de multiples rotations différentielles, à l’aide de simulations numériques menées avec le logiciel multiphysique Comsol. Ce logiciel est basé sur la méthode des éléments finis et est particulièrement bien adapté aux géométries complexes, comme on a pu le démontrer au cours d’un précédent stage.
Différentes géométries pourront être étudiées, ainsi que la rétroaction non-linéaire du champ magnétique sur la rotation différentielle.
Prérequis :
Mécanique des fluides, électromagnétisme
Programmation