Les grands relevés sont des inventaires du ciel dans différents domaines spectraux, qui permettent l’étude à grande échelle de l’univers, le recensement de nouveaux types d’objets, de leurs stades évolutifs, et plus généralement fournissent un nouvel éclairage des sources déjà connues. Parce qu’ils constituent une photographie du ciel à un instant donné et qu’ils fournissent un relevé exhaustif des sources jusqu’à une certaine brillance limite, ils permettent des mesures de variabilité, de déplacements dans le ciel, de chemins évolutifs de populations, etc. Les grands relevés sont donc une des principales sources des bases de données en astronomie. Ce sont des entreprises lourdes, à la fois par le volume des données à acquérir, et par le temps nécessaire à leur achèvement. Le temps de vie des données ainsi produites et archivées est plus long encore (plusieurs dizaines d’années). Les activités concernées couvrent la préparation initiale, la définition, la réalisation et les tests de l’instrumentation (en y incluant les simulations numériques effectuées à la demande de l’agence concernée), la réalisation du relevé proprement dit, la réduction des données, leur archivage et leur dissémination finale. Un suivi d’une partie des sources détectées sur des télescopes d’usage plus général est parfois nécessaire. A l’OCA les membres de ce service d’observation sont impliqués dans les projets suivants :

• La mission Euclid
• La mission Gaia
• Le Gaia-ESO Survey
• WEAVE

ANO4 : GAIA

L’Observatoire de la Côte d’Azur est fortement impliqué dans la préparation de la mission Gaia de l’ESA, à la fois pour la preparation de l’exploitation scientifique des données, leur traitement, et la prise de hautes responsabilités au sein du «Data Processing and Analysis Consortium» (DPAC). Les domaines de recherche principaux concernent l’astrophysique stellaire, l’archéologie galactique et la planétologie.

Les taches de service liées à Gaia se développent autour de ces axes :

• Validation des paramètres physiques stellaires et des abondances chimiques produites dans le contexte de la CU8 pour inclusion dans les data releases intermédiaires et finale.
• Génération de spectres synthétiques pour le test de l’algorithme MATISSE finalisé l’extraction de paramètres astrophysiques à partir des spectres stellaires ;
• Génération de données pour le test de l’algorithme S-Flame pour la détermination des paramètres physiques stellaires ;
• Conception et développement de modules de traitement de données ;
• Simulations d’observation des objets du Système Solaire.

Lien utiles : GAIA.

Contact : François Mignard,

ANO4 : Gaia-ESO survey

Le Gaia-ESO Survey est un relevé spectroscopique publique qui sonde les principales populations stellaires galactique en synergie avec la mission spatiale astrométrique Gaia. Le relevé est conduit par un consortium d’environ 300 chercheurs à travers 90 instituts européens (et dans le monde) et a démarré en janvier 2012 sur le VLT de l’ESO, pour un total de 300 nuits sur 5 ans. Les observations de 300,000 spectres à haute résolution spectrale serviront à construire un catalogue de vitesses radiales, paramètres stellaires (dont découleront une mesure de la distance), et abondances individuelles des éléments chimiques de 100,000 étoiles couvrant chacune des populations stellaires galactiques. Le relevé est en synergie évidente avec la mission astrométrique Gaia qui fournira pour ces mêmes objets des distances géométriques, et les deux dimensions transversales de la vitesse (mouvements propres). En retour, la composition chimique mesurée par le Gaia-ESO Survey viendra compléter les observations du satellite Gaia pour contraindre les âges des étoiles avec la meilleure précision, une donnée fondamentale pour la compréhension des populations stellaires galactique ainsi que pour la physique stellaire.

La communauté française est fortement impliquée dans la préparation, la conduite, et la production des catalogues du Gaia-ESO Survey : vitesses radiales, paramètres stellaires (T, g, vturb, vsini) et abondances chimiques des éléments (releases annuels). Cette contribution implique l’Observatoire de la Côte d’Azur (Laboratoire Lagrange), l’Observatoire de Paris (GEPI) ainsi que l’Observatoire Aquitain des Sciences de l’Univers (LAB), visible essentiellement à travers les Working Groups qu’elle coordonne :

WG3 : Galactic field and plane target selection

Ce groupe a la charge de définir les champs, les critères de sélection des cibles du relevé et réaliser les catalogues de cibles, à partir des relevés photométriques in IR proche VISTA (VHS, VVV, …), complémenté par de la photométrie visible (notamment SkyMapper en fonction du progrès du relevé, et SDSS pour la partie équatoriale). Ces sources primaires de sélection sont également complémentées par de la photométrie EROS, 2MASS, CoRoT dans les champs proches du plan galactique. Le groupe est responsable de la production de catalogues de cibles en nombre et couverture du ciel suffisants pour chaque mission d’observation (une mission par mois pendant 5 ans), ainsi que de la documentation associée, notamment sur la fonction de sélection des sources, donnée fondamentale pour l’interprétation du relevé.

WG10 + WG11 : GIRAFFE FGK + UVES FGK analyses

Les observations du relevé utilisent les deux voies de l’instrument multifibres FLAMES au VLT : une voie qui enregistre le spectre de 120 étoiles à résolution R 20,000 (spectrographe GIRAFFE) et en parallèle, le spectre de 7 étoiles à résolution R=43,000 (spectrographe UVES). Ces deux voies ayant des caractéristiques (résolution mais aussi nombre de spectre total dans le relevé) très différents, ils sont traités par deux WG distincts, mais jumelés pour assurer l’homogénéité du relevé. Le but des deux groupes de travail est la détermination des paramètres atmosphériques (T, g, metallicité, + vturb, vsini, …) et des abondances chimiques des étoiles de tpe FGK (la majorité du relevé), et leurs tâches spécifiques s’articulent autour de plusieurs axes principaux :

• le développement, le test et l’application d’algorithmes automatiques d’analyse de données spectroscopiques stellaires.
• la gestion du flux de données (réduites) du relevé (release de données internes tous les 2-3 mois) et production des paramètres dans ce contexte de flot.
• la production de paramètres de contrôle de qualité et détermination des erreurs internes et externes associées (au niveau de chaque node producteur, puis au niveau du WG-management)
• l’analyse critique, comparaisons et assemblage des paramètres issus des différents nodes contributeurs.

WG15 : Survey parameters homogenization

Les activités de ce groupe sont fondamentales dans l’assemblage du catalogue final du relevé puisqu’elles consistent à homogénéiser les inputs des différents WG (vitesses radiales, paramètres stellaires, abondances chimiques) et constituer le jeu de paramètres recommandés qui seront les seuls à figurer dans le catalogue publié, la base de donnée du relevé et les délivrables fournis à l’ESO. Ce WG fonctionne bien entendu en étroite liaison avec la coordination des WG producteurs de paramètres. Il repose également sur la calibration des paramètres sur un ensemble d’objets de référence (benchmark stars) en commun avec la mission Gaia. Ce groupe est également responsable de la génération de paramètres de qualité, de la détermination et du suivi des erreurs internes et externes associés aux paramètres publiés, ainsi que et de toute la documentation associée à cette étape d’homogénéisation.

Interfaces avec la mission Gaia

• Ce groupe n’est pas l’un des WG du relevé GES directement, mais est spécifique à l’investissement de la communauté française dans la mission spatiale Gaia. Il a en responsabilité la préparation et la conduite des interfaces entre le relevé GES et la mission Gaia. Cela concerne notamment :
• la préparation méthodologique aux déterminations de paramètres avancés (masses stellaires, ages, …) combinant les apports de la mission Gaia et ceux de du Gaia ESO Survey.
• le croisement des catalogues (à partir des premiers release de Gaia dès 2015)
• les comparaisons entre paramètres déterminés à la fois par Gaia et GES (Vrad, etc.)

Lien utiles : Gaia-ESO survey

Contact : Vanessa Hill,

ANO4 : EUCLID

L’Observatoire de la Côte d’Azur à travers le laboratoire Lagrange est partie prenante du Consortium Euclid, en charge de la responsabilité scientifique de la mission, de la production
des données et des instruments scientifiques. Celui-ci comprend 14 pays européens, le Canada, et une contribution de la NASA et de plusieurs laboratoires américains. Le
laboratoire contribue activement à la préparation scientifique de la mission.

L’Observatoire de la Côte d’Azur est fortement engagé dans le Segment Sol Scientifique au niveau de l’Organisation Unit Level3. Il y assure la co-responsabilité du Work-Package dédié
à l’implémentation des codes dédiés à l’exploitation scientifique des amas de galaxies. Il est également très actif au niveau de l’Organisation Unit SIM (simulations) avec des
responsabilités au niveau du catalogue d’étoiles.

Lien utiles : EUCLID

Contact : Sophie Maurogordato, . Mathias Schultheis, .

ANO4 : WEAVE

WEAVE est un spectrographe multi-objet à très grand champ (2deg) pour le William Herschel Telescope, qui opèrera en mode grand relevés vers 2020-2025. WEAVE est la pierre angulaire de l’accompagnement spectroscopique au sol de la mission Gaia dans l’hémisphère Nord, et a été classé P0 dans sa catégorie lors de la prospective INSU 2014. Le projet présente donc un intérêt très fort pour toute la communauté Gaia, et la France (CNRS/INSU) a rejoint officiellement le projet en 2015. Au moins 70% du temps d’observation sur le William Herschel Telescope sera réservé pour ce projet pendant 5 ans, c’est-à-dire au moins 8.5x106 heures fibres. Le projet offre les deux modes d’observation nécessaires à l’accompagnement spectroscopique à Gaia : un mode à basse résolution spectrale (R=5,000) et une couverture spectrale 370–1000 nm ; et un mode à haute resolution spectrale (R=20,000) dans deux domaines spectraux plus limités. Les relevés prévus pour WEAVE (en mode basse résolution) incluent aussi une composante importante de cosmologie et d’évolution des galaxies (suivi optique des relevés LOFAR notamment, et BAOs utilisant les absorbants sur la ligne de visée des quasars), une composante amas de galaxies, et une composante stellaire (relevé du plan galactique, notamment étoiles chaudes, jeunes, …).

Le ANO4 Grands relevés spectroscopiques avec WEAVE fournit les services nécessaires à la préparation, la conduite, et l’analyse systématique des grands relevés qui seront conduits avec l’instrument WEAVE sur le William Herschel Telescope, pour les deux relevés dans lesquels la France a un rôle prépondérant :

Le complément au sol de la mission Gaia (lead au sein de WEAVE : Vanessa Hill), se décline en quatre relevés distincts d’Archéologie Galactique (GA), dont un relevé du disque à basse résolution (LR-Disc) un relevé du halo à basse résolution (LR-Halo) et un relevé à haute résolution (HR-GA). Ces relevés combinés produiront 5 millions de spectres stellaires.

un relevé de QSOs (lead au sein de WEAVE : M. Pieri), dédié à la mesure des BAOs en absorption sur la ligne de visée, qui, pour la communauté française, fait suite au relevé eBOSS, et contemporain du relevé DESI. Ce relevé WEAVE produira 400,000 spectres de QSOs à haut redshift.

Lien utiles : WEAVE

Contact : Vanessa Hill, .