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Bilan des activités en instrumentation et éléments de prospective pour la physique Stellaire A. Recio-Blanco, F. Bouchy, P. Kervella, E. Michel, F. Martins.

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1 Bilan des activités en instrumentation et éléments de prospective pour la physique Stellaire A. Recio-Blanco, F. Bouchy, P. Kervella, E. Michel, F. Martins

2 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) ……

3 Prospective PNPS 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 dObservations - 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

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6 Soutien financier du PNPS en instrumentation Equipement physique de labo 11.0 k7.5 k14 k Missions dObs PIONIER1.0 k6.0 k Missions dObs FIRST 3.0 k3.0 k3.0 k Missions dObs VEGA/CHARA4.0 k1.5 k4.0 k Missions dObs CHARA/FLUOR3.0 k Missions dObs Missions dObs photomètre rapide 1.0 k0.5 k 10 à 20% du budget PNPS + workshop ``Stellar physics with the ELT à Nive en fév keuros/an T2M + soutien et avis scientifique

7 Soutien financier de la CSA en instrumentation MATISSEMATISSEMATISSE GRAVITYGRAVITYGRAVITY TBLSPHEREMOSAIC (ELT) FIRSTFIRSTMICADO (ELT) SOPHIE MOONS ALOHA/CHARA

8 PROSPECTIVE INSU-AA 2014 Calendrier prévisionnel de la prospective INSU : février : Colloque prospective PNPS à Besançon - 7 mars : retour des enquêtes aux groupes de travail INSU - 27 Mai 2014 : réunion CSAA + Section Juin : users meeting T2M aux journées SF2A à Paris juillet : réunion commune CSAA+S17+PN+CoPil Groupe travail - mi-Octobre 2014 : séminaire de prospective INSU. 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

9 Mars13 – ESPADONS/NARVAL/HARPSPol La naissance du coeur convectif d'une étoile modifie son champ magnétique (Alecian / Neiner / et al. ) eso 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 eso UVES has shown that most very bright high-mass stars do not Live Alone. (LeBouquin)

10 eso Surface map of the weather on the surface of a brown dwarf with CRIRES (Bonnefoy / Homeier / Allard) eso ALMA captures the remains of Supernova brimming with freshly formed Dust (Bouchet) Fev14 – ALMA : Une proto-étoile révèle un nouveau scénario pour la formation des planètes (Cecarelli / Vastel) Press release en physique stellaire 2014 Jan14 – NARVAL : Première détection dun champ magnétique à la surface dune étoile de type Mira (Lebre / Auriere / et al.)

11 SECTION BILAN et PROSPECTIVES de lAO réponses sur les 34 demandes PNPS 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 lactivité stellaire et interaction étoiles-planètes

12 Paramètres stellaires fondamentaux Multi-techniques: interférométrie, spectroscopie et sismologie 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) + 3D radiative hydrodynamique simulations

13 Ground-based Instrumentation news Oct Final Antenna (66) delivered to ALMA Fév SPHERE vient d'être expédié au Chili Nov 2013 SPIROU Sélectionné au CFHT Dec ESO Council approved the start of E-ELT

14 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. Cerro Armazones (3060-m) Diamètre 39.3m M2 Ø4.2m 794 hexag. Ø1.4m 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 E-ELT

15 Bilan du workshop ``Stellar physics with the ELT Nive fév ~ 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 lOA impacteront sur les perfs ultimes des instruments La communauté φ stellaire doit se préparer/coordonner.

16 The HIRES Initiative A High Resolution Spectrograph for the E-ELT High stability instrument Spectral resolution of R~100,000 Simultaneous spectral coverage m Seeing-limited mode 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 …. HIRES White Paper (Maiolino et al arXiv: )

17 Space Instrumentation news Déc 2013 – Lancement du satellite GAIA Nov 2012 Arrêt des obs CoRoT Fév 2014 PLATO 2.0 sélectionné ! Mai Kepler en panne Fév K2 démarre Avr 2013 TESS sélectionné

18 Détermination sismologique de la masse (10%), rayon (2%) et âge (10%) de ~ étoiles mv < 11.3 Forte implication de la communauté française

19 La mission spatiale UVMag PI C. Neiner - Buts: Formation, évolution, structure et environnement stellaires de tout type détoiles 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

20 T2M / T4M : SOPHIE, NARVAL, ESPADONS, HARPS, … SPIROU VLT : Xshooter, UVES, CRIRES, FLAMES, …. SPHERE ESPRESSO VLTI : AMBER, PIONER, … GRAVITY MATISSE ALMA, APEX, PdB NOEMA GAIA Kepler 2TESS JWST E-ELT PLAT O Instrumentation Roadmap Herschel

21 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 Programme de la session Bilan et Prospectives en Instrumentation

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23 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 léchelle des 10 prochaines années.

24 Implication E-ELT Réflexion à converger pour participation française à linstrumentation E-ELT. Notamment sur le positionnement de la France sur le spectrographe Haute-Résolution HIRES et le spectrographe Multi-Objets MOS. Tout nest 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

25 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 dObservation ? Hautes Energies X ?


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