AA-ANO2 – INSTRUMENTATION DES GRANDS OBSERVATOIRES SOLS ET SPATIAUX > BlueMUSE

BlueMUSE est un spectrographe panoramique à champ intégral et résolution spectrale moyenne, optimisé dans le bleu pour le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO. Le projet est une évolution de la technologie utilisée sur l’instrument MUSE, qui connaît un grand succès, avec une architecture similaire et de nombreux systèmes similaires (et donc à faible risque), mais avec un cas scientifique nouveau et distinct rendu possible par sa couverture spectrale bleue unique. Suite à un processus de sélection par l’ESO en juin 2020, BlueMUSE a été inclus dans le plan d’instrumentation VLT2030.

BlueMUSE offrira des possibilités scientifiques nouvelles et uniques dans de nombreux domaines de l’astrophysique, au-delà de celles possibles avec MUSE. Parmi les objectifs scientifiques disponibles avec ce nouvel instrument, il permettra d’étudier les régions centrales des comètes, un grand échantillon d’étoiles massives de notre galaxie et du groupe local, d’étudier les nébuleuses ionisées, les galaxies à faible brillance de surface. A grand redshift, il nous permettra pour la première fois de détecter le milieu intergalactique (IGM) sans ambiguïté en émission, ainsi que d’étudier l’évolution des propriétés de l’IGM près du pic de l’histoire de la formation des étoiles aux échelles cosmologiques.

L’objectif de ce service d’observation est de coordonner les développements scientifiques et techniques liés à la fabrication de l’instrument et jusqu’à la première lumière sur le ciel, afin de renforcer le retour scientifique de BlueMUSE pour la communauté scientifique. Les différents lots de travaux des instituts français concernent le pilotage général du projet, le pilotage scientifique, l’ingénierie système optique, la conception optique globale, la conception et fabrication des découpeurs d’images ainsi que des systèmes de vide et cryogénies environnant les détecteurs, et l’intégration globale et les tests de l’instrument. Nous nous appuyons fortement sur l’héritage de MUSE et le fort attrait de cet instrument pour la communauté pour identifier les besoins communautaires et développer très en amont les calibrations, réduction de données ainsi que les outils d’analyse de données (production de catalogues, spectres, etc…) pour maximiser à terme le retour scientifique de BlueMUSE.

Le consortium BlueMUSE est actuellement composé des instituts suivants : CRAL (institut PI) et AIM/IRFU (CEA-Saclay) en France, AIP (Allemagne), Université de Durham (Royaume-Uni), Institut d’Astrophysique et des Sciences de l’Espace (Portugal), AAO (Australie), Université de Genève et EPFL (Suisse), Université de Stockholm (Suède).
Le CRAL a la responsabilité du Project Office et de la réalisation des découpeurs d’images. Le CEA/IRFU a la responsabilité de la réalisation du système de vide et de cryogénie ainsi que des tests des détecteurs de BlueMUSE.

Les tâches de services proposées au CRAL sont les suivantes :

Tâche T1 – Simulations scientifiques
En parallèle des développements techniques, l’ensemble des cas scientifiques définis dans le white paper de BlueMUSE (ainsi que de futures idées qui émergeront) sont développés dans le détail avec des scènes astrophysiques représentatives du type de sources observées (ponctuelles, étendues, multiples).
L’objectif de cette tâche est de produire de telles scenes astrophysiques à partir de simulations numériques, de sources idéalisées et/ou de données spectroscopiques existantes, puis de produire des observations synthétiques les plus proches de ce que pourra fournir l’instrument. Dans un second temps, ces simulations seront exploitées par les outils d’analyse (Data analysis Software) en cours de développement afin de valider les performances de l’instrument.

Tâche T4- Préparation à l’exploitation scientifique
Un des points importants de l’étude de BlueMUSE est de prendre en compte le retour d’expérience de MUSE en termes d’opérations et d’exploitation scientifique.
L’objectif de cette tâche est de contribuer aux développements concernant le logiciel de reduction de données ainsi que les outils d’analyse de données (DAS). Concernant la reduction de données, un travail de prototypage est en cours pour plusieurs ameliorations du pipeline de MUSE permettant de bénéficier à la fois à MUSE et BlueMUSE. Une réflexion est également en cours concernant l’architecture et les contours du DAS, qui regroupe des aspects de detection de source, extraction spectrale ainsi que de validation et visualisation des données. L’objectif est de clarifier le besoin utilisateur et quantifier l’effort necessaire pour le développement du DAS, puis d’effectuer des activités de prototypage.