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SuperNova Acceleration Probe

SuperNova Acceleration Probe. Reynald Pain Paris le 20 Novembre 2001. SN 1998ba. Objectif Principal. Diagramme de Hubble des SNe Ia ß Echantillon plus important Domaine de redshift étendu Contrôle des systématiques ß Satellite dédié : SNAP.

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SuperNova Acceleration Probe

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Presentation Transcript

  1. SuperNova Acceleration Probe Reynald Pain Paris le 20 Novembre 2001

  2. SN 1998ba

  3. Objectif Principal • Diagramme de Hubble des SNe Ia • ß • Echantillon plus important • Domaine de redshift étendu • Contrôle des systématiques • ß • Satellite dédié : SNAP

  4. Diagramme de Hubble des SNe Ia

  5. Paramètres cosmologiques

  6. “Energie Noire”

  7. Pourquoi un satellite dédié ? • Un télescope au sol dédié de 8m avec un imageur de 3° x 3° : • Ne peut découvrir de SN Ia 2 jours après l'explosion au delà de z=0.6 • Ne peut mesurer le “plateau” de la SN Ia au delà de z=0.7 • Ne peut découvrir et suivre plus de 300 SN Ia /an même en se limitant à z<0.6 • NGST : • Orienté vers des redshifts plus grands • Petit champ (225 pointés pour couvrir 1 champ de SNAP ) • Autres programmes

  8. Comment • Observer 2000 Supernovae de type Ia par an ( 3 ans ) • Champ 1 degré carré • Détection de SNe Ia jusqu'à z»2 • Photométrie à 2 % : 350 à 1700 nm • Spectroscopie : 350 à 1700 nm, R=100-200 • Caractéristiques générales • Miroir : 2 m • Caméra : 1 milliard de pixels • Spectrographe: Intégral de champ, 1 voie • Orbite : haute pour refroidissement passif.

  9. SNAP: 1 an de données = 2000 SNe

  10. Précisions (statistique et Systématique) • Précisions attendues (un an de données) : • En supposant WM Wl • stat. sys. stat. sys. • w = -1 0.02 0.02 0.05 <0.01 • w = -1, plat 0.01 0.02 w • stat. sys. • w = const., plat 0.02 0.02 0.05 <0.01 • WM, Wk connus 0.02 <0.01 w' w = const. stat. sys. • WM, Wk connus 0.02 <0.01 0.12 0.15 w(z)= w + w' z • Mission complète: 3 ans = environ 6000 SNe

  11. Surveys SNAP Hubble Deep Field • Survey Supernova : • 20 deg2 • 2.5 annees • R<30.4 (11 bandes) • Survey Weak Lensing : • 300 deg2 • 0.5-1 annees • R<28.8 (11 bandes) Survey Supernova Survey Weak Lensing Grand nombre d’images (1 image tous les~4 jours)

  12. Complémentarité entre Weak Lensing et Supernovae Weak Lensing + CMB

  13. SNAP : instruments Une expérience pour étudier l’Energie Noire • Un instrument dédié, pas/peu de pièces en mouvement • Mirroir: 2 m, sensible aux SN distantes • Photométrie visible: caméra de 1°x 1°, Gigapixels, CCDs (type-p) haute resistivité, 0.35-1mm, tolérants aux radiations • Photométrie IR: 0.25 deg2 , • pixels HgCdTe (1-1.7 mm) • Spectroscopie Intégrale de champ: 0.35-1.7 mm, 2”x2” FoV

  14. Paramètres de l’optique • Miroir primaire • diamètre= 200 cm • Miroir secondaire • diamètre= 42 cm • Miroir tertiaire • diamètre=64 cm Solution optique: Spot Diagram (box = 1pixel):

  15. Une caméra V+IR avec des filtres fixes 25 HgCdTe 132 CCD’s 3 filtres IR 8 filtres Visible

  16. Un Spectrographe intégral de champ

  17. SNAP • L.O.I. (proposal DOE) : Décembre 1999 • SNAP aux USA: • LBNL (SCP) + SSL + ... • Revue SAGENAP ( Mars 2000 ) DoE/NSF "Scientific Assessment Group for Experiments in Non-Accelerator Physics" • 1er financement DoE R&D 400 k$ Juin 00 • Revue DoE Janvier 2001. [K. Turner (DOE), W. Althouse (SLAC), C. Baltay (Yale), M. Breidenbach(SLAC), M. Demarteau (FNAL), S. Faber (UC Santa Cruz), T. Greene (AMES), M. Greenhouse (GSFC), J. Huchra (Harvard), R. Johnson (UC Santa Cruz), S. Kent (FNAL), G. Luppino (U. Hawaii), J. Primack (UC Santa Cruz), A. Saha (NOAO), G. Starkman (Case Western), A. Szalay (J. Hopkins), J.C. Wheeler (U. Texas).] => Financement 1.7 M$ Avril 01 • Revue NRC (CPU) Juillet 2001 (-> rapport Janvier 2002) • Pre-rapport HEPAP (Janvier 2002): SNAP priorité HEP • Prochaine revue DOE Mars 2002 => Début phase A? • 2-4 Décembre 01: SEUS (->NASA strategic plan 03/02)

  18. Proposition SNAP (Mars 2000)

  19. Participation Française (actuelle) • Chercheurs : J. Rich • Chercheurs : R. Bacon, E. Pécontal • Ingénieurs : F. Henault • Chercheurs : V. Le Brun, O. Le Fèvre, R. Malina, • A. Mazure • Ingénieurs : E. Prieto + 3 TBD • Paris Chercheurs : P. Astier, E. Barrelet, D. Hardin, J-M. Levy, R. Pain, K. Schahmaneche, A. Sécroun, • Ingénieurs : J-F. Genat, R Séfri, D. Vincent • Lyon Chercheurs : P. Antilogus, Y. Copin, G. Smadja • Ingénieurs : C. Girerd • Marseille Chercheurs : S. Basa, A. Bonnissent, A. Ealet, D. Fouchez, A. Tilquin

  20. Participation Française • Contributions identifiées (LoA avec USA) • pour la période : 2001-2002 • Quatre thèmes: • Spectrographe : R&D et finalisation du design. • R&D électronique de lecture (ASICS) • Software: Evaluation quantitative des performances de SNAP (systématiques) • Science : SNe Ia et autres thèmes • Autres contributions à étudier : • Télescope : Entreprises Françaises contactées • Plateforme : Utilisation de Proteus ?

  21. Spectrographe Intégral de champ • Slicer : R&D conjointe NGST, VLT2nd génération, SNAP • Réalisation de l’instrument complet: 3 options à étudier • LAM, Collaboration IN2P3-INSU ou industrie

  22. R & D Electronique CDS : Etude conjointe (LBNL-LPNHE) d ’un ASIC : Prototype réalisé en DMILL. Actuellement en test au LPNHE Collaboration « classique » LBNL-IN2P3. Ensuite ? Réalisation d’un démonstrateur du système d ’acquisition?

  23. Software • Expérience Française importante: • Supernovae: • Recherche/suivi de supernovae (pipeline): • Simulations (évaluations des performances, stat & syst) • Simulation du spectrographe • Architecture, base de données • Lentilles gravitationelles et sondages profonds: • processing données Virmos • lentilles avec TERAPIX: “testés et utilisés” pour le programme CFHLS (2002-2007)

  24. Science • Equipes Françaises competitives: • Supernovae Ia: • Actuellement environ 15 chercheurs In2p3 sur : • - Snfactory (0.02<z<0.06) • - programme SN CFHLS (0.3<z<1.0) • Lentilles gravitationelles et sondages profonds: • Equipes au LAM,IAP et OMP • Thèmes Astrophysique: • SNII, sursauts gamma, hypernovae, microlentilles, • mouvements propres, ...

  25. SNAP: Enjeu scientifique et technique majeur • - Le projet SNAP constitue un enjeu scientifique majeur. L’objectif • est de mesurer et de caractériser la Matière et l’Energie Noire • - Les équipes françaises sont très bien placées pour exploiter au • mieux les données de SNAP grace à des fortes implications dans • les programmes SCP, Snfactory et CFHLS (Sne, lentilles, sondages) • - L’expertise technique de la France est reconnue et demandée ( • électronique, télescope, spectrographe, software) • Nous allons engager des négociations globales avec la collaboration • SNAP pour définir une contribution technique et scientifique de la • France importante et cohérente et demandons un soutien fort du CNES.

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