Bilan des activités en instrumentation et éléments de prospective

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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 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

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6 Soutien financier du PNPS en instrumentation
Equipement physique de labo k 7.5 k 14 k Missions d’Obs PIONIER k 6.0 k Missions d’Obs FIRST k 3.0 k 3.0 k Missions d’Obs VEGA/CHARA 4.0 k 1.5 k 4.0 k Missions d’Obs CHARA/FLUOR k Missions d’Obs k Missions d’Obs photomètre rapide k 0.5 k 10 à 20% du budget PNPS + workshop ``Stellar physics with the ELT’’ à Nive en fév 2013 keuros/an T2M + soutien et avis scientifique

7 Soutien financier de la CSA en instrumentation
MATISSE MATISSE MATISSE GRAVITY GRAVITY GRAVITY TBL SPHERE MOSAIC (ELT) FIRST FIRST MICADO (ELT) SOPHIE MOONS ALOHA/CHARA

8 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.

9 Press release en physique stellaire 2012-2013
eso 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. ) 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.)

10 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.) eso ALMA captures the remains of Supernova brimming with freshly formed Dust (Bouchet) eso 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)

11 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

12 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)

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

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

15 Bilan du workshop ``Stellar physics with the ELT’’ Nive fév 2013
~ 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.

16 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 m Seeing-limited mode HIRES White Paper (Maiolino et al arXiv: ) 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 ….

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

20 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 E-ELT Kepler 2 TESS JWST PLATO

21 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

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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 l’échelle des 10 prochaines années.

24 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

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 d’Observation ? Hautes Energies X ?