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

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

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

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

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

7 ESI: Cibles scientifiques: - « Lécologie » 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 lunivers proche

9 Armus 2005, SPITZER-IRS: 3 ULIRGs proches

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

11 ESI: Spectroscopie dune galaxie IR de type M82 jusquà z=3 R = 1000, 5 (1heure) NEP = 10 -19 W/sqrt(Hz) R = 10 ESI

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

13 - Principaux Partenaires 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 lUnivers 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