ANR PISCO : ce travail se concentre sur le développement de techniques d’apprentissage profond pour revisiter chaque étape de la pipeline classique d’analyse du cisaillement cosmique.
L’objectif de ce travail est de mesurer les paramètres cosmologiques directement sur les pixels dans les images et d’appliquer ces techniques sur les données du télescope spatial Européen EUCLID; chaque étape faisant usage intensif de réseaux de neurones convolutifs.
Séminaire en anglais
Malgré le ré-engouement pour l’astronomie multi-messagers, aucune contrepartie électromagnétique (CE) non-ambigüe à des paires de trous noirs de masse stellaire pré/post-fusion n’a été reportée. En ~2035, LISA sera lancée et détectera les ondes gravitationnelles de paires de trous noirs supermassifs, que l’on suppose être des systèmes riches en gaz et, de fait, émettant beaucoup de CE (voir même multi-messagers). Détecter la contrepartie électromagnétique pré-fusion (ex: avec NewAthena dans les rayons X, l’Observatoire Vera Rubin dans l’optique) permettrait un suivi optimale, tandis qu’une détection électromagnétique-onde gravitationnelle serait très intéressante pour répondre à plusieurs questions fondamentales dans le domaine de l’astrophysique, ainsi que de la cosmologie. Cependant, des doutes persistent: d’une part, aucune détection de paires de trous noirs supermassifs n’a été confirmée pour le moment, et ceci malgré une liste grandissante de candidats. D’autre part, les propriétés d’accrétion sur paires de trous noirs supermassifs et leur signature électromagnétique ne sont pas fermement identifiées puisque peu de code numériques sont en mesure de modéliser l’accrétion et l’émission autours desdites paires dans le contexte de la relativité générale (RG).
A la suite d’une introduction sur le sujet, je présenterai e-NOVAs (« Observatoire numérique étendu pour les systèmes d’accrétion violents »), le premier code européen RG-magnéto-hydrodynamique + RG-lanceur de rayon incorporant un espace-temps analytique de paire de trous noirs. Je montrerai les derniers résultats obtenus avec e-NOVAs (et avec des codes similaires internationaux) pour comprendre l’évolution de l’écoulement circum-binaire des paires de trous noirs et les observables multi-messagers qui en découlent. Celles-ci sont les signatures que nous cherchons afin de détecter, pour la première fois, et à l’avenir, des paires de trous noirs supermassifs.
Vidéo en anglais ici: https://www.lam.fr/en/event/lam-seminar-raphael-mignon-risse/
Le modèle standard cosmologique souffre depuis peu de difficultés et de tensions sévères dues au fait qu’il doit, très certainement, être amélioré aux échelles infrarouge et ultra-violettes. Dans l’objectif de reconstruire une histoire cosmique cohérente, la cosmographie a mis en avant une approche dite « sans modèle » capable de corriger des modèles à partir d’observations.
Sans entrer dans les détails, nous présenterons une vue d’ensemble des méthodes possibles pour résoudre plusieurs tensions cosmologiques.
Séminaire en Anglais.
Exoplanètes rocheuses tempérées : Premiers résultats du JWST et perspectives d’avenir
L’étude des atmosphères et des surfaces des planètes rocheuses tempérées s’est, jusqu’à récemment, limitée aux corps situés dans notre propre système solaire (par exemple, la Terre, Mars, Vénus). Au cours des deux dernières années et demie, le télescope spatial James Webb (JWST) a toutefois fait progresser ce domaine de manière significative en fournissant des données sans précédent sur les exoplanètes rocheuses proches.
Après avoir passé en revue les premiers résultats obtenus par le JWST sur les planètes rocheuses grâce à des observations en transmission et en émission, je me concentrerai plus spécifiquement sur deux systèmes particulièrement prometteurs : TRAPPIST-1 et LHS 1140b, qui représentent actuellement nos deux meilleures opportunités pour l’étude des planètes rocheuses tempérées.
Enfin, je discuterai des perspectives à moyen et long terme pour approfondir notre compréhension de leurs atmosphères et, finalement, évaluer leur habitabilité potentielle.
Séminaire annulé pour raisons personnelles
Ce séminaire donnera une vue d’ensemble de l’Observatoire de Haute Provence dans son état actuel et concernant les projets à venir.
Depuis les années 2018-2020, des mobilisations scientifiques en lien avec le changement climatique ont lieu dans le milieu de la recherche en France. Ce sont à la fois des réseaux scientifiques à l’échelle locale (Atécopol, Ecopol), des réponses institutionnelles (le rapport du COMETS du CNRS concernant l’éthique environnementale de la recherche en 2022) ou des initiatives au niveau local et national pour quantifier les émissions de gaz à effet de serre des laboratoires et étudier les possibilités de décarboner ce secteur d’activité (l’initiative Labos 1point5 et les nombreux laboratoires engagés dans cette approche). Antoine Hardy vient d’achever quatre ans d’enquête sur ces questions dans le cadre de son doctorat en sociologie des sciences. Il souhaite aborder avec les équipes du LAM trois questions en particulier. D’où vient ce mot d’ordre de la décarbonation de la recherche ? Comment comprendre la décarbonation de la recherche par rapport aux autres politiques publiques environnementales ? Quelles sont les tensions suscitées par ces initiatives et les raisons qui les limitent ? Aborder ces questions permettra d’ouvrir enfin des perspectives sur ce que cela signifierait de faire de la recherche dans un monde réchauffé de + 3 degrés.
Titre : (à completer) Observations Géantes de Glace JWST
Abstract :(à completer)
Longtemps prise pour un prototype d’étoiles Be, le premier cas détecté d’une étoile gamma CAS fut en réalité un cas atypique !
En effet, elle émet des rayons X extrêmement durs et très brillants avec une luminosité située entre celle des étoiles massives normales et celle des étoiles massives binaires X. Des efforts récents dans le domaine des rayons X ont révélé que de tels objets ne sont pas si rares et sont donc des sources importantes d’ionisation, en particulier dans le domaine des faibles métallicités où les étoiles Be sont abondantes. Les propriétés de ces étoiles seront discutées à l’aide des derniers résultats observationnels.
Enregistrement en Anglais ici: https://www.lam.fr/en/event/yael-naze-the-mysterious-gamma-cas-stars/
La (printanière) magnétosphère d’Uranus au révélateur d’une décennie d’observations HST de ses aurores ultraviolettes
La re-détection et l’observation au long cours des aurores ultraviolettes d’Uranus avec le télescope spatial Hubble pendant la dernière décennie a founi un moyen d’étude unique à distance de cette magnétosphère, découverte lors du survol de Voyager 2 en 1986.
Différents spectro-imageurs ont fourni des images et des spectres des aurores et de la haute atmosphère dans l’ultraviolet lointain, sondant des conditions solaires très variables. Ces observations, acquises lors de programmes d’observations successifs de 2011 à 2023, ont échantillonné l’activité aurorale à des échelles de temps allant d’une fraction de la période de rotation planétaire (~17.24h) jusqu’aux variations saisonnières. Ce laps de temps nous a permis d’étudier l’interaction dynamique vent solaire/magnétosphère de l’équinoxe au solstice. Dans cette présentation, je reviendrai sur la méthodologie mise en place pour re-détecter ces émissions, un quart de siècle après Voyager 2, et sur ce que leur analyse nous a appris en terme de distribution spatiale des aurores et des régions actives associées de la magnétosphère, de bilan énergétique et de dynamique magnétosphérique jusqu’à une nouvelle détermination de sa période de rotation interne. Ces résultats apportent des éléments importants avant, tout en permettant de préparer, une future mission d’exploration orbitale in situ de sa magnétosphère.
Important : s’il reste suffisamment de temps, un film 3D des aurores polaires (boréales et australes) terrestres sera projeté dans l’amphithéâtre après le séminaire.
Wavefront architecture of the ELT
The ELT Wavefront Control manages the 5 mirrors of the telescope in position and shape and delivers at the interface with the instruments a beam quality compatible with diffraction-limited performance after correction by post-focal AO systems. This is obtained if the spectral distribution of aberrations in the temporal and spatial domains lies within the dynamics of M4, the deformable mirror of the telescope. In this talk, I will present some properties of the ELT aperture, discuss the main components of telescope dynamic disturbances whose spectral distribution exceeds the envelope of the free atmosphere, and describe the elements of the telescope control strategy.
Le séminaire aura lieu en Anglais.
L’accès à de grands échantillons de galaxies au cours des dernières décennies nous a mené à une compréhension globale de la formation des galaxies, ce qui se traduit par la reproduction de galaxies réalistes dans les simulations cosmologiques modernes.
Néanmoins, la majorité des processus physiques majeurs qui gouvernent l’évolution des galaxies sont toujours largement incompris (comme mis en lumière par les premiers résultats du James Webb Space Telescope concernant les galaxies à l’aube cosmique) et, de fait, ces processus sont traités sous forme de physique sous-grille dans l’état de l’art des simulations. La qualité et la complexité des données progressent rapidement ce qui, couplées avec les développements récents dans le monde de l’intelligence artificielle, offrent de nouvelles opportunités pour améliorer notre compréhension de la physique qui gouverne l’évolution des galaxies.
Après une introduction générale, je discuterai pendant ce séminaire des résultats récents de notre groupe quant à, premièrement, l’extraction d’information à partir de grands relevés profonds et multimodaux et, secondement, la connexion entre les simulations cosmologiques et les observations à l’aide d’un ensemble de méthodes modernes d’apprentissage profond.
Enregistrement ici: https://www.lam.fr/en/event/lam-seminar-marc-huertas-company/
The JWST is revolutionizing our understanding of the early Universe by unveiling a wealth of bright galaxies at z>9 and faint AGNs at z>5. I will present the latest constraints on the overabundance of UV-bright galaxies at z>9, which is 10–100 times higher than galaxy formation models. I will discuss to what extent recent theoretical efforts can reproduce such observations, and how future wide-area surveys such as Euclid will help put stronger constraints on the bright-end of UVLF at z>8. On the other hand, faint galaxies, representing the building blocks of present-day galaxies, have eluded spectroscopic constraints, even with the deepest JWST campaigns so far. I will present the results of our UNCOVER survey, which combines ultra-deep NIRSpec spectroscopy with the strong lensing magnification of A2744 cluster. We characterize ultra-faint galaxies with intrinsic absolute magnitude between Muv=-17 and Muv=-15 at 6<z<8, and stellar masses down to 10^6 solar masses. I will discuss our plans to obtain the deepest observations on sky with the GLIMPSE program to the faintest galaxy population out to z=15 and beyond.
Lucie Leboulleux chercheuse à l’IPAG présentera ses travaux sur « Les imageurs aux contraste robustes aux erreurs de segmentation et de vent faible ». Voici un résumé de sa présentation :
L’imagerie et la caractérisation des exoplanètes de type terrestre dépendent d’instruments capables d’accéder à des objets dont le contraste avec leur étoile hôte est de l’ordre de 10^(-10) à 10^(-8), à de courtes séparations angulaires (<0,1 »). Cependant, de tels instruments sont complexes à concevoir, extrêmement sensibles aux aberrations et aux instabilités optiques, et tendent à être installés sur des télescopes géants avec un miroir segmenté qui augmente le nombre de sources possibles d’instabilités : l’Extremely Large Telescope (39m et 798 segments), le Thirty Meter Telescope (30m, 492 segments), le Giant Magellan Telescope (24m, 7 segments), éventuellement le télescope spatial Habitable World Observatory (ex-UVOIR) (6m)… Parmi d’autres sources d’erreurs, leurs instruments coronagraphiques seront impactés par les erreurs de mise en phase des segments : sur LUVOIR, par exemple, un contraste de 10^(-10) implique des contraintes de mise en phase jusqu’à 10pm RMS, ce qui n’est actuellement pas accessible et maintenu. Au cours de ce séminaire, je développe une approche innovante de cette problématique, en racontant l’histoire de PASTIS (Pair-based Analytical model for Segmented Telescopes Imaging from Space), un modèle analytique d’abord inventé pour caractériser les instruments coronographiques et fixer des contraintes sur l’alignement des segments de télescope, puis utilisé pour concevoir directement des instruments robustes aux erreurs de mise en phase des segments. Cette approche est également étendue à deux autres types d’aberrations attendues sur les prochains télescopes terrestres : les effets de pétale des systèmes d’optique post-adaptative et l’effet de vent faible, les derniers limitant déjà les performances des télescopes VLT/SPHERE et Subaru en matière de contraste élevé.
Julien Lozi ingénieur de recherche au Subaru présentera les derniers changements du système d’optique adaptative du télescope Subaru. Voici un résumé de sa présentation:
Après presque deux décennies de fonctionnement sur le ciel, l’optique adaptative AO188 du télescope Subaru subit plusieurs améliorations majeures pour devenir l’AO extrême AO3000 (3000 actionneurs dans la pupille contre 188 auparavant). AO3000 fournira des images à haute résolution pour plusieurs instruments du visible à l’infrarouge moyen, notamment la caméra et le spectrographe infrarouge (IRCS) et l’optique adaptative extrême du coronographe de Subaru (SCExAO). Pour cette mise à jour, le miroir déformable (DM) original de 188 éléments sera remplacé par le DM 64×64 d’ALPAO. L’analyseur de front d’onde visible sera également modifié dans un futur proche, mais en attendant, nous ajoutons un analyseur de front d’onde dans le proche infrarouge (NIR WFS), utilisant soit un mode pyramide à double prisme, soit un mode WFS plan focal. Ce nouveau senseur de front d’onde utilisera pour la première fois la caméra C-RED ONE de First Light, permettant un contrôle total du 64×64 DM jusqu’à 1,6 kHz. L’un des défis est l’utilisation d’une lecture non destructive et d’un rolling shutter avec la pyramide modulée. Cette mise à jour sera particulièrement intéressante pour le SCExAO, puisque la boucle d’extrême OA se concentrera davantage sur la création de zones sombres à fort contraste que sur la correction de grands résidus atmosphériques. Ce sera la première fois que deux boucles d’extrême OA seront combinées sur le même télescope. Enfin, la configuration AO3000+SCExAO+IRCS servira de démonstrateur parfait pour l’imageur de systèmes planétaires du télescope de trente mètres (TMT-PSI). Nous présenterons ici la conception, l’intégration et les tests de AO3000, et nous montrerons les premiers résultats sur le ciel.
Maxime Quesnel doctorant présentera ses travaux sur : A Simulator-based Autoencoder for Focal Plane Wavefront Sensing.
Laurie Paillier ingénieure de recherche à l’ONERA présentera ses travaux sur les communications optiques sol-satellite. Voici un résumé de sa présentation :
L’augmentation de la résolution d’imagerie des satellites d’observation de la Terre et l’avènement d’un Internet mondialisé basé dans l’espace exigent actuellement des transmissions de données à très haut débit entre l’espace et le sol. Avec la promesse de fournir des dizaines de Gbps par canal, les liaisons optiques peuvent devenir une technologie de rupture majeure, en supposant que les atouts technologiques développés pour les réseaux à fibres optiques puissent être exploités. En particulier, les techniques de modulation de phase ont démontré leur grande efficacité pour les réseaux fibrés. L’objectif de ce travail était d’étudier la faisabilité de leur transposition au cas des liaisons optiques satellite-sol, en tenant compte de leurs spécificités : bruit de phase laser, effet Doppler, et impact de la propagation à travers l’atmosphère turbulente et sa correction par l’optique adaptative. Nous avons étudié pour différentes conditions de turbulence deux architectures de récepteur numérique : l’une basée sur une boucle à verrouillage de phase, et l’autre sur une approche en boucle ouverte. Comme prévu, l’importance de la qualité de la correction de l’optique adaptative est mise en évidence. Ce travail ouvre des perspectives pour une forte augmentation du débit binaire réalisable pour les liaisons de télémétrie cohérentes lors de l’utilisation de constellations d’ordre supérieur (QPSK et au-delà).
Loïc Barbot doctorant au LAM présentera ses travaux sur la navigation astronomique. Voici le résumé de la présentation :
La navigation astronomique est encore étudiée dans les académies marchandes ou navales comme méthode pour fixer la position d’un navire. Considérée comme une technique d’urgence, elle est mise en œuvre par un observateur mesurant avec le sextant l’angle entre la ligne d’horizon et un corps céleste. Après calculs et tracés, la position est obtenue avec une précision de plusieurs milles nautiques (1 NM = 1,852 km).
Le suivi des étoiles est utilisé sur les satellites pour mesurer leur orientation dans l’espace afin de tourner leurs panneaux solaires vers le soleil ou leurs caméras et antennes vers la terre. Cela nécessite d’identifier plusieurs étoiles dans le même champ de vision ou dans les champs de plusieurs suiveurs d’étoiles.
Pour être fiable, un système de positionnement stellaire doit avoir une précision comparable au positionnement par satellite, doit fonctionner jour et nuit, même à basse altitude où l’atmosphère est dense en aérosols. Si la position des étoiles et les algorithmes sont bien maîtrisés, la détection des étoiles à la lumière du jour reste un défi.
Le projet MARIS STELLA explore le potentiel des caméras infrarouges. Les étoiles ainsi détectables sont nombreuses mais cette technologie n’a pas encore atteint sa pleine maturité : les performances s’améliorent avec le temps. Après une présentation des résultats actuels, les tests futurs seront décrits.
MUSE and the search for massive black in globular clusters
Denis Burgarella (LAM), Laure Ciesla (LAM) and Marc Sauvage (AIM).
Abstract
PRIMA (PRobe far-Infrared Mission for Astrophysics) est un projet de sonde astrophysique de la NASA. Ce projet entre dans le contexte des APEX (Astrophysics Probe Explore), missions spatiales limitées au domaine IR/IR-lointain et rayons X et dont l’appel sera lancé en juillet 2023.
PRIMA consiste en un télescope de 2-2.5m, refroidi à 6K, et couvrira le domaine 25-300 microns. PRIMA possède à la fois des capacités spectroscopiques (R~200 et R~5000) et d’imagerie (R~10, comprenant également des canaux polarisés).
L’objectif de ce webinaire est de présenter la mission, son organisation, ses caractéristiques et ses capacités techniques, ainsi que ses objectifs scientifiques. Le webinaire sera l’occasion de décrire l’implication des laboratoires français (LAM, DAp) et le soutien du CNES dans la mission, et de recenser les intérêts de la communauté. La présentation sera donnée en anglais. Elle durera 40 minutes pour laisser du temps à la discussion.
Retrouvez l’enregistrement ici.
Professeur Sascha Quanz visitera le LAM ces deux jours et présentera la mission LIFE, dont il est acting PI, au personnels du laboratoire.
