E-ELT

Bilan des activités en instrumentation
et éléments de prospective
pour la physique Stellaire
A. Recio-Blanco, F. Bouchy, P. Kervella, E. Michel, F. Martins
Mesurer les étoiles
Rayon (interférométrie / sismo / photom)
Masse (astrométrie / VR)
Age (sismologie / gyrochronologie)
Distance (astrométrie)
Abondances (spectroscopie)
Environnement (imagerie / interférométrie)
Structure interne (sismologie)
Température (spectroscopie)
Luminosité (photométrie)
Gravité Surface (Spectroscopie)
Dynamo (Spectropolarimétrie)
Rotation (Spectroscopie / photométrie)
Multiplicité (spectroscopie, imagerie)
Surface (imagerie, spectropolarimetrie)
……
Prospective PNPS 2009
- Interféromètres AMBER, MIDI, PRIMA, VEGA
pour les mesures de rayons stellaire
- Spectropolarimétrie ESPADONS, NARVAL
pour les dynamos stellaire
- Cameras grands champs WIRCAM, MEGACAM
pour les zones de formation stellaire
- Astérosismologie COROT
pour la structure interne stellaire
Evolution des moyens d’Observations
- Fenêtre IR thermique avec SPITZER et HERSCHEL
- Réflexion E-ELT (Spectro MO pour abondances des étoiles des galaxies,
Imageur visible ou nIR pour les disques protoplanétaires, Imageur IR)
- GAIA et suivi sol photométriques et spectroscopiques avec notamment
les T2M.
- Larges Programmes et spécialisation des T2M
Soutien financier du PNPS en instrumentation
Equipement physique de labo
Missions d’Obs PIONIER
Missions d’Obs FIRST
Missions d’Obs VEGA/CHARA
Missions d’Obs CHARA/FLUOR
Missions d’Obs VISIR@VLT
Missions d’Obs photomètre rapide
2012
11.0 k
3.0 k
4.0 k
2013
7.5 k
1.0 k
3.0 k
1.5 k
1.0 k
0.5 k
2014
14 k
6.0 k
3.0 k
4.0 k
3.0 k
2.0k
10 à 20% du budget PNPS
+ workshop ``Stellar physics with the ELT’’ à Nive en fév 2013
+ 78-85 keuros/an T2M
+ soutien et avis scientifique
Soutien financier de la CSA en instrumentation
2012
2013
2014
MATISSE
MATISSE
MATISSE
GRAVITY
GRAVITY
GRAVITY
TBL
SPHERE
MOSAIC (ELT)
FIRST
FIRST
MICADO (ELT)
SOPHIE
MOONS (MOS-IR@VLT)
ALOHA/CHARA
PROSPECTIVE INSU-AA 2014
Groupe B - B. BEZARD - Évolution des moyens actuels
et analyse des nouveaux moyens à 5-10 ans
Groupe D - C. CECCARELLI - Lien avec la prospective spatiale
Groupe E - K. PERRAUT - Moyens du futur et R&D amont
Calendrier prévisionnel de la prospective INSU :
- 24-26 février : Colloque prospective PNPS à Besançon
- 7 mars : retour des enquêtes aux groupes de travail INSU
- 27 Mai 2014 : réunion CSAA + Section 17
- 4 Juin : users meeting T2M aux journées SF2A à Paris
- 7-8 juillet : réunion commune CSAA+S17+PN+CoPil Groupe travail
- mi-Octobre 2014 : séminaire de prospective INSU.
Press release en physique stellaire 2012-2013
eso1230 - UVES has shown that
most very bright high-mass stars
do not Live Alone.
(LeBouquin)
Mars13 – ESPADONS/NARVAL/HARPSPol
La naissance du coeur convectif d'une étoile
modifie son champ magnétique
(Alecian / Neiner / et al. )
eso1331 - ALMA observes the birth
of a monster star
(Peretto / Duarte-Cabral / Hennebelle /
Andre / Bontemps / Motte / Schneider)
Nov13 – CoRoT/Kepler : Les
géantes rouges les plus évoluées
vibrent comme le Soleil
(Mosser et al.)
Press release en physique stellaire 2014
Jan14 – NARVAL : Première détection
d’un champ magnétique à la surface
d’une étoile de type Mira
(Lebre / Auriere / et al.)
eso1401 - ALMA captures the
remains of Supernova brimming
with freshly formed Dust
(Bouchet)
eso1404 - Surface map of the
weather on the surface of a
brown dwarf with CRIRES
(Bonnefoy / Homeier / Allard)
Fev14 – ALMA : Une proto-étoile
révèle un nouveau scénario pour la
formation des planètes
(Cecarelli / Vastel)
SECTION BILAN et PROSPECTIVES de l’AO 2014
9 réponses sur les 34 demandes PNPS-2014
- Sismologie stellaire avec CoRoT + Kepler + données spectro sol
- PLATO
- Etoiles pulsantes GAIA
- ESPADONS, NARVAL, HARPSpol, SPIROU
- Projets de mission spatiale UVMag / SPINOF / SINDICS
- Astrophysique de Laboratoire
- Observations Multi-techniques
- Disques et environnement stellaire avec PIONER, AMBER, CHARA ainsi
que ALMA et à terme SPHERE, NOEMA, GRAVITY, MATISSE, et JWST
- Impact de l’activité stellaire et interaction étoiles-planètes
Paramètres stellaires fondamentaux
Multi-techniques: interférométrie, spectroscopie et sismologie
+ 3D radiative hydrodynamique simulations
Solar-Twin 18 Sco (Bazot et al. 2011)
subgiant HD49933 (Bigot et al. 2011)
magnetic roAp HR1217, 10Aql (Perraut et al. 2011, 2013)
G-dwarf HD52265 (Creevey et al. in prep)
Red Giant HR7349 (Bigot et al. in prep)
Ground-based Instrumentation news
Dec 2012 - ESO Council
approved the start of E-ELT
Oct 2013 - Final Antenna (66)
delivered to ALMA
Nov 2013 SPIROU
Sélectionné au CFHT
Fév 2014 - SPHERE vient
d'être expédié au Chili
E-ELT
Diamètre 39.3m
M2 Ø4.2m
794 hexag. Ø1.4m
Cerro Armazones (3060-m)
Dec 2012 ESO Council approved the start of E-ELT
and its first suite of powerful instruments.
The total funds committed stand at 730 million euros,
or almost 73% of the total cost of the telescope.
E-ELT Instrument Roadmap
Two first-light instruments have been identified:
ELT-CAM : a diffraction-limited near-infrared imager
ELT-IFU : a single-field near-infrared wide-band integral field spectrograph.
The next three instruments with equal scientific priority will be:
ELT-MIR : a mid-infrared imager and spectrometer
ELT-MOS : a multi-object spectrometer
ELT-HIRES : a high resolution spectrometer
Bilan du workshop ``Stellar physics with the ELT’’ Nive fév 2013
http://www.pnps.univ-montp2.fr/spip.php?article50
~ 30 participants
Amas (Dynamique/MF/Populations) : CAM-IFU-MIR-MOS
Métallicité/Abondances/Nucléosynthèse : HIRES-MOS
Disque/envir. (circum)stellaire : CAM-IFU-METIS-HIRES-EPICS
Propriétés Fondamentales : CAM-HIRES-MOS-EPICS
Stades évolués : CAM-IFU
Tous les instruments peuvent servir la physique stellaire
Les capacité de l’OA impacteront sur les perfs ultimes des instruments
La communauté φ stellaire doit se préparer/coordonner.
The HIRES Initiative www.hires-eelt.org
A High Resolution Spectrograph for the E-ELT
High stability instrument
Spectral resolution of R~100,000
Simultaneous spectral coverage 0.37 - 2.5m
Seeing-limited mode
HIRES White Paper (Maiolino et al. 2013 arXiv:1310.3163)
Stellar structure and evolution science cases
HIRES will trace in detail the chemical enrichment pattern of solar-type and cooler dwarf
stars out to distances of several kpc, thus sampling most of the Galactic disk and bulge, or
sub-giants and red giants in the outer Galactic Halo and in neighbouring dwarf galaxies.
The detailed chemical mapping of multiple elements and isotopes will reveal the origin and
the formation history of ancient stars belonging to different Galactic components. This will
be crucial for the extremely low metallicity stars, whose photospheres may trace the
chemical abundances resulting from the enrichment of the first population of stars (PopIII).
F. Bouchy, A. Chiavassa, I. Boisse, X. Bonfils, V. Hill, A. Recio Blanco ….
Space Instrumentation news
Nov 2012
Arrêt des obs CoRoT
Mai 2013 - Kepler en panne
Fév 2014 - K2 démarre
Déc 2013 – Lancement du
satellite GAIA
Avr 2013
TESS sélectionné
Fév 2014
PLATO 2.0 sélectionné !
Détermination sismologique
de la masse (10%), rayon (2%) et âge (10%)
de ~ 85 000 étoiles mv < 11.3
Forte implication de la communauté française
La mission spatiale UVMag
PI C. Neiner - [email protected]
http://lesia.obspm.fr/UVMag/
Buts: Formation, évolution, structure et environnement stellaires de tout type
d’étoiles grâce à l'étude de leur surface, leur vent et leur magnétosphère
Méthode : Spectropolarimétrie optique et UV sur un télescope de 1.3-m
à bord d'une mission spatiale M
Laboratoires français participants : LESIA, IRAP, CEA/SAp, LAM, LUPM,
IPAG, LERMA, OCA
Autre pays participants : Allemagne, Belgique, Brésil, Canada, Espagne,
Pays-Bas, Royaume Uni, Suède, Suisse, USA
Planning : R&T CNES en cours, candidature M4 mi-2014, démarrage d'une
Phase 0 CNES fin 2014
Instrumentation Roadmap
2014
2016
2018
2020
2022
2024
T2M / T4M : SOPHIE, NARVAL, ESPADONS, HARPS, …
SPIROU
VLT : Xshooter, UVES, CRIRES, FLAMES, ….
SPHERE
ESPRESSO
VLTI : AMBER, PIONER, …
GRAVITY
MATISSE
ALMA, APEX, PdB NOEMA
Herschel
GAIA
Kepler 2
E-ELT
TESS
JWST
PLAT
O
Programme de la session
Bilan et Prospectives en Instrumentation
12:05-12:20 Astérosismologie – R. Samadi 13'
14:00-14:15 Imagerie Haute Résolution Angulaire – G. Perrin 13'
14:15-14:35 Interférométrie optique – J.-P. Berger 17'
14:35-14:50 Instruments grande longueur d'onde – S. Bontemps 13’
14:50-15:05 GAIA – C. Soubiran 13’
15:05-15:20 Spectroscopie – P. Bonifacio 13’
15:20-15:35 Spectropolarimétrie – J. Morin 13’
15:35-15:45 Projet Néo-Narval TBL – R. Cabanac 8’
15:45-15:55 Projet SPIP TBL – J.-F. Donati 8'
16:25-16:55 Discussion
Discussion Session Instrumentation
Synergie sol – espace dans le contexte GAIA, K2 et TESS
(et plus long terme PLATO)
Importance des moyens sols existants pour les observations
préparatoires, complémentaires et de suivi des missions
spatiales
Spécialisation, fiabilisation et pérennisation des T2M et des
T4M dans ce contexte à l’échelle des 10 prochaines années.
Implication E-ELT
Réflexion à converger pour participation française à
l’instrumentation E-ELT. Notamment sur le positionnement
de la France sur le spectrographe Haute-Résolution HIRES
et le spectrographe Multi-Objets MOS.
Tout n’est pas dirigé par la cosmo et les exoplanètes.
Synergie φ stellaire et exoplanètologie
De plus en plus de liens. Force de PLATO et de SPIROU
Approche multi-technique sur des cibles brillantes
Sismo, interférométrie, spectropolarimétrie, ….
Complémentaire aux grands relevés.
Savoir faire français et structuration française à pousser ?
- HRA
- Spectro/spectropolarimétrie
- Sismologie
Réflexion VLTI à mener
Suivi GAIA à soutenir / renforcer
Service d’Observation ?
Hautes Energies X ?