Bilan des activités en instrumentation et éléments de prospective pour la physique Stellaire

A. Recio-Blanco, F. Bouchy, P. Kervella, E. Michel, F. Martins

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)

……

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

Soutien financier du PNPS en instrumentation

2012 2013 2014Equipement physique de labo 11.0 k 7.5 k 14 kMissions d’Obs PIONIER 1.0 k 6.0 kMissions d’Obs FIRST 3.0 k 3.0 k 3.0 kMissions d’Obs VEGA/CHARA 4.0 k 1.5 k 4.0 k Missions d’Obs CHARA/FLUOR 3.0 kMissions d’Obs VISIR@VLT 2.0k Missions d’Obs photomètre rapide 1.0 k 0.5 k

10 à 20% du budget PNPS

+ workshop ``Stellar physics with the ELT’’ à Nive en fév 2013+ 78-85 keuros/an T2M + soutien et avis scientifique

Soutien financier de la CSA en instrumentation

2012 2013 2014

MATISSE MATISSE MATISSE

GRAVITY GRAVITY GRAVITY

TBL SPHERE MOSAIC (ELT)

FIRST FIRST MICADO (ELT)

SOPHIE

MOONS (MOS-IR@VLT)

ALOHA/CHARA

PROSPECTIVE INSU-AA 2014

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.

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 spatialeGroupe E - K. PERRAUT - Moyens du futur et R&D amont

Mars13 – ESPADONS/NARVAL/HARPSPol La naissance du coeur convectif d'une étoile modifie son champ magnétique(Alecian / Neiner / et al. )

eso1331 - 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.)

Press release en physique stellaire 2012-2013

eso1230 - UVES has shown that most very bright high-mass stars do not Live Alone.(LeBouquin)

eso1404 - Surface map of the weather on the surface of a brown dwarf with CRIRES(Bonnefoy / Homeier / Allard)

eso1401 - ALMA captures the remains of Supernova brimming with freshly formed Dust(Bouchet)

Fev14 – ALMA : Une proto-étoile révèle un nouveau scénario pour la formation des planètes(Cecarelli / Vastel)

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.)

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

Paramètres stellaires fondamentaux Multi-techniques: interférométrie, spectroscopie et sismologie

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)

+ 3D radiative hydrodynamique simulations

Ground-based Instrumentation news

Oct 2013 - Final Antenna (66) delivered to ALMA

Fév 2014 - SPHERE vient d'être expédié au Chili

Nov 2013 SPIROU Sélectionné au CFHT

Dec 2012 - ESO Council approved the start of E-ELT

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)

Diamètre 39.3m M2 Ø4.2m 794 hexag. Ø1.4m

E-ELT Instrument RoadmapTwo 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 spectrometerELT-HIRES : a high resolution spectrometer

E-ELT

Bilan du workshop ``Stellar physics with the ELT’’ Nive fév 2013 http://www.pnps.univ-montp2.fr/spip.php?article50

~ 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 stellaireLes capacité de l’OA impacteront sur les perfs ultimes des instruments La communauté φ stellaire doit se préparer/coordonner.

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 0.37 - 2.5m Seeing-limited mode

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 ….

HIRES White Paper (Maiolino et al. 2013 arXiv:1310.3163)

Space Instrumentation news

Déc 2013 – Lancement du satellite GAIA

Nov 2012 Arrêt des obs CoRoT

Fév 2014 PLATO 2.0 sélectionné !

Mai 2013 - Kepler en panne Fév 2014 - K2 démarre

Avr 2013 TESS sélectionné

Détermination sismologique de la masse (10%), rayon (2%) et âge (10%)de ~ 85 000 étoiles mv < 11.3

Forte implication de la communauté française

La mission spatiale UVMagPI C. Neiner - coralie.neiner@obspm.fr

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, OCAAutre 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

http://lesia.obspm.fr/UVMag/

2014 20242022202020182016

T2M / T4M : SOPHIE, NARVAL, ESPADONS, HARPS, … SPIROU

VLT : Xshooter, UVES, CRIRES, FLAMES, ….SPHERE ESPRESSOVLTI : AMBER, PIONER, … GRAVITY MATISSE

ALMA, APEX, PdB NOEMA

GAIA

Kepler 2 TESS

JWST

E-ELT

PLATO

Instrumentation Roadmap

Herschel

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

Programme de la session Bilan et Prospectives en Instrumentation

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.

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

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 ?