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SNO4 JWST Extragalactic Deep Legacy Surveys

publié le

ANO4 Grands relevés, sondages profonds et suivi à long terme

SNO4 JWST Extragalactic Deep Legacy Surveys (OSU responsable OSUL)


Le James Webb Space Telescope (JWST) est développé par l’Administration Nationale de l’Aéronautique et de l’eSpace (NASA), l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et l’Agence Spatiale Canadienne (CSA). Son lancement est prévu fin 2018, et la mission durera au minimum cinq ans, avec un objectif de dix ans. Le JWST est doté d’un miroir primaire de 6.5 m de diamètre, et de quatre instruments : NIRCam, une caméra en infrarouge proche (0.6 - 5 μm) ; NIRSpec, un spectrographe multi-objets en infrarouge proche (0.6 - 5 μm) ; MIRI, une caméra et un spectrographe en infrarouge moyen (5 - 28 μm) ; et NIRISS, une caméra et un spectrographe sans fente en infrarouge proche (0.6 - 5 μm). Le temps d’observation sera partagé entre temps garanti et temps ouvert. Le temps ouvert fera l’objet d’appels annuels à propositions et il comprendra des programmes-clés. Les instruments ont été conçus pour répondre notamment à des questions majeures dans les domaines de la cosmologie et de l’évolution des galaxies. De par ses performances exceptionnelles (comme de la spectroscopie à la magnitude >30), cet observatoire spatial va avoir un impact considérable sur (1) la première génération d’étoiles dans les galaxies primordiales, (2) l’assemblage des galaxies au cours de leur évolution. La communauté française, qui participe aux programmes de temps garanti via l’ESA (dont la part est de 15%), participera aux relevés extragalactiques profonds en temps ouvert, autour desquels elle se fédère au travers d’un Service National d’Observation (SNO).
 
Trois Observatoires des Sciences de l’Univers (OSU) composent ce SNO et proposent chacun, de manière concertée et avec ses expertises propres, des tâches de service pour la communauté française. L’Observatoire de Lyon (OSUL) est l’OSU coordinateur du service (avec le responsable national au CRAL-UMR5574), et les deux OSU partenaires ; l’Institut d’Astrophysique de Paris (IAP-UMR7095) et l’Institut Pythéas (avec le responsable local au LAM-UMR7326). Ce SNO regroupe les OSU acteurs majeurs français dans JWST, avec une contribution importante au développement des instruments et des outils logiciels. Le Service a pour objet tous les volets techniques de la préparation, la mise en œuvre, l’exploitation et le suivi des relevés profonds. Il s’agira de définir l’architecture de l’ensemble des champs profonds, de réaliser des simulations pour optimiser la stratégie d’observation et pour caractériser les biais d’analyse, d’organiser le suivi avec d’autres instruments, de générer des catalogues de paramètres physiques avec leurs incertitudes. De manière coordonnée, régulière et standardisée, le SNO mettra rapidement à disposition de la communauté l’ensemble des données simulées et observées, outils, biais d’analyse et catalogues à valeur ajoutée, qui sont utilisés et produits par les tâches de services effectuées dans chaque OSU. Les délivrables du SNO4 seront accompagnés d’une documentation détaillée et diffusés via les bases de données nationales (CDS, CeSAM/Aspic).

Les tâches de services proposées au CRAL sont :

Simulations dimensionnées pour les relevés profonds JWST.
- Préparer et lancer les campagnes de simulations (de matière noire, d’hydrodynamique) : définition optimale des conditions initiales (volume et résolution), essais préliminaires pour dimensionner les besoins en temps, demande de temps sur les centres de calculs (GENCI ou PRACE).
- Suivre l’exécution avec un contrôle qualité au vol, assurer le transfert des données en vérifiant leur intégrité et leur traçabilité.
- Analyser les données in-situ (selon les simulations ; halos de matière noire et arbres de fusion, galaxies et histoires de formation d’étoiles,…)
- Sélectionner des objets à re-simuler (zooms) à plus haute résolution et/ou avec plus de physique (RHD, modèles de feedback alternatifs).
- Post-traiter les données avec un code de transfert de Lyman-alpha. Ces tâches utiliseront les codes RAMSES, GADGET/GALICS(HaloMaker, etc.)

Observations préliminaires avec VLT-MUSE (champ ultra-profond coordonné avec JWST).
- Préparer les observations MUSE : choix des étoiles de guidage, optimisation des pointés et de la stratégie de dithering, plan de calibration associé.
- Suivre les observations : réductions des données et contrôle qualité.
- Analyser les données : détecter les sources, mesurer les redshifts et construction de catalogues spectroscopiques.
- Cross-corréler les catalogues MUSE et JWST/NIRCam, déconvoluer les sources dans les observations MUSE.
- Préparation du suivi spectroscopique infrarouge : sélection de sources MUSE, observations JWST/NIRSpec, et calibration relative des spectres combinés MUSE et JWST/NIRSpec. Ces tâches utiliseront les outils associés à VLT-MUSE.

Contact local : Laurence Tresse
Responsable national SNO4 JWST : Laurence Tresse