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ESI: European Spectrometer Instrument for SPICA

ESI: European Spectrometer Instrument for SPICA. Une initiative Européenne pour collaborer à la prochaine mission spatiale Japonaise Infrarouge. Programme d’astronomie IR Japonais. ASTRO-F = AKARI 0.67 m à 6K 18 mois en orbite basse Relevé complet du ciel. IRTS: 1996 0.15 m à 2K

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Presentation Transcript

  1. ESI: European Spectrometer Instrument for SPICA Une initiative Européenne pour collaborer à la prochaine mission spatiale Japonaise Infrarouge

  2. Programme d’astronomie IR Japonais • ASTRO-F = AKARI • 0.67 m à 6K • 18 mois en orbite basse • Relevé complet du ciel IRTS: 1996 0.15 m à 2K 1 mois orbite basse Emissions diffuses Lancé le 21 février ! • SPICA: pre-phase A depuis 2001, vol 2015 ? • 3.5 m à 5 K • - 10 ans en Orbite L2 • Observatoire

  3. SPICA • Instrument: • Miroir SiC de 3.5 m (3.5 arcsec @ 50 µm) • Refroidissement passif + machines frigorifiques • Priorité 5 – 210 µm: • Coronographe MIR • 5-35 µm Spectro-camera MIR • 35-210 µm Spectro-camera FIR => ESI Europe • Options: • Instrument NIR • Instrument Submm => USA Objectif: révéler l’histoire de l’Univers par l’imagerie et la spectroscopie infrarouge à haute sensibilité

  4. ESI sur SPICA: l’imagerie IR à haute résolution angulaire limitée par le bruit des matrices de détecteur et les bruits astrophysiques (confusion)

  5. ESI: Caractéristiques techniques:- Spectromètre à Transformée de Fourrier avec matrices de récepteurs pour travailler à la limite de diffraction: R = 10 – 10000, 2 – 15 arcsec- 3 bandes de fréquences pour couvrir 35 – 210 µm (photoconducteurs & bolomètres supra)

  6. Bruit de confusion des galaxies Spectro R = 1000, NEP =1.e-19 ESI sur SPICA: Jonction JWST-MIRI / ALMA

  7. ESI: Cibles scientifiques:- « L’écologie » de la Galaxie et des galaxies proches=> spectro-minéralogie IR des espèces interstellaires(grains, molécules et nano-objets)- La formation des galaxies lointaines=> résoudre la confusion par la spectro 3D- Nombreuses questions prospectives=> condensation de H2 primordial à grand z=> la raie Lyman alpha du fond cosmique à 128 µm=> ?

  8. Fischer 1999, ISO-LWS: Premier aperçu de la variabilité des spectres des galaxies ultra-lumineuses dans l’univers proche

  9. Armus 2005, SPITZER-IRS: 3 ULIRGs proches

  10. La spectroscopie des grandes molécules carbonnées: Identification des modes de ro-vibration => géométrie moléculaire Mélange de 20 espèces de PAHS différents (adapté de Mulas, Malloci, Joblin, Toublanc, 2005, A&A)

  11. ESI: Spectroscopie d’une galaxie IR de type M82 jusqu’à z=3 ESI R = 1000, 5s (1heure) NEP = 10-19 W/sqrt(Hz) R = 10

  12. ESI: resolution du fond IR par la spectro 3D=> Surveys « aveugles » du fond R = 3 @ 70 µm R = 1000 @ 63.2 µm R = 1000 @ 58.3 µm

  13. PrincipauxPartenaires Européens pour ESI-SPICA:UK:- B. Swinyard (PI), D. Griffin (RAL)- M. Griffin, K. Isaak, Ph. Mauskopf (Cardiff)- D. Clements (IC-London)- S. Oliver Germany:- W. Raab (MPE-Garching)NL:- Th. DeGrauw, W. Wild (SRON)- G. Pilbratt (ESTEC)Fr:- M. Giard, Ch. Joblin, I. Ristorcelli, J.P. Bernard (CESR)- S. Madden, L. Rodriguez, D. Elbaz (SAp-Saclay)- D. Burgarella, A. Boselli, V. Buat, J.P. Kneib, A. Zavagno, (OAMP-Marseille)- F. Boulanger, H. Dole, G. Lagache, F. Pajot(IAS)- J. Braine (Bordeaux), M. Gérin, J. Goicoechea (LERMA)

  14. La plus value Française pour ESI:- Expertise scientifique dans les domaines prospectifs:=> Résolution du fond IR (H. Dole, G. Lagache …)=> Spectroscopie des grains et nano-objets (Ch. Joblin, F. Boulanger, J.P. Bernard, I. Ristorcelli …)=> Galaxies proches (S. Madden, D. Elbaz, J. Braine …) => Raies dans l’Univers primordial: H2 et CMB (A. Omont, P. Encrenaz, …)

  15. La plus value Française pour ESI:- Expertise technique des labos spatiaux:=> FTS-optique (OAMP)=> Electronique embarquée (CESR)=> Détecteurs (CEA-SAP)=> Architecture thermique et Etalonnages (IAS)=> Traitement de données FIR: tous

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