17 - Helioseismology: the Sun as a strongly-constrained, weakly-coupled plasma

Summary

Abstract

Accurate measurements of observed frequencies of solar oscillations are providing a wealth of data on the properties of the solar interior. The frequencies depend on the solar structure, and on the properties of the plasma in the Sun. Except in the very outer layers, the stratification of the convection zone is almost adiabatic. There, the sound-speed profile is governed principally by the specific entropy, the (homogenous) chemical composition and the equation of state. It is therefore essentially independent of the uncertainties in the radiative opacities. The sensitivity of the observed frequencies is such that it enables to distinguish rather subtle features of the equation of state. An example is the signature of the heavy elements in the equation of state. This opens the possibility to use the Sun as a laboratory for thermodynamic properties.

Les fréquences observées des oscillations solaires constituent une base de données extrêmement riche qui nous permet d'étudier les propriétés de l'intérieur du soleil. Les fréquences dépendent de la structure solaire et des propriétés locales du plasma (surtout de la vitesse du son). Sauf dans les couches très exterieures, la structure de la zone convective du soleil est essentiellement adiabatique. Le profil de la vitesse du son est done donné par l'entropie spécifique, la composition chimique (homogène) et l'équation d'état. L'opacité radiative ne joue pas de rôle. Grace à la grande précision des fréquences observées on arrive à distinguer des phénomènes assez subtiles dans l'équation d'état, comme la signature faible des élements lourds.