Projet ANR-15-CE31-0017 – NIKA2Sky : Observer le ciel en millimétrique avec la caméra NIKA2
Programme : Défi de tous les savoirs (DS10) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Frédéric Mayet (Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie)
Montant : 405720.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 36 mois
Résumé : L'observation du ciel aux longueurs d'onde millimétriques et submillimétriques a considérablement contribué à la compréhension d'une grande variété de phénomènes astrophysiques, allant de la formation des étoiles dans notre Galaxie, à la formation et l'évolution des structures dans l'Univers, et la mesure des paramètres cosmologiques. Après les satellites Planck et Herschel, l'avènement d'une caméra millimétrique capable de mener des observations combinant une grande résolution angulaire, une sensibilité élevée et un grand champ de vue, permettra de révéler les détails de la formation et de l’évolution des structures dans l'Univers.
La caméra NIKA2 est un instrument de nouvelle génération pour l'astronomie millimétrique. Elle fonctionne à 100 mK et sera installée en Juin 2015 au télescope de 30 m de l'IRAM (Institut de radioastronomie millimétrique). NIKA2 va observer le ciel à 150 et 260 GHz dans un large champ de vue (6,5 minutes d'arc) à haute résolution angulaire (nominalement 18 et 12 secondes d'arc, respectivement), en polarisation à 260 GHz et avec une excellente sensibilité (20 et 30 mJy.s1/2, respectivement). Avec sa grande vitesse de cartographie (5000 détecteurs), NIKA2 va révolutionner notre vision de l'Univers froid. Aucun autre instrument existant ou en projet pour les années à venir ne pourra rivaliser avec NIKA2 en termes de sensibilité, résolution angulaire et de temps d’observation disponible.
Le consortium NIKA2 rassemble 14 laboratoires (France, Royaume-Uni et Italie) dans une collaboration internationale qui a remporté en 2011 un appel d'offre lancé par l’IRAM pour la prochaine génération de caméra grand champ au télescope de 30 m.
La première phase (2011-2015) du projet a été partiellement financée par l'ANR. Elle concerne la conception, la construction et les tests de la caméra NIKA2. Cette phase est achevée et la caméra prend actuellement les premières images en laboratoire dans les deux bandes, y compris le canal de polarisation. Le calendrier de NIKA2 pour l'installation en Juin 2015 au 30 m a été approuvé par l'IRAM. Pendant cette première phase, une caméra prototype (NIKA1: bi-bandes avec 300 KIDs) a également été construite et installée au télescope de 30 m. Les deux campagnes d’observation ont permis d’améliorer ses performances et d’atteindre d’ores et déjà les objectifs de NIKA2 en termes de sensibilité.
La deuxième phase (2016-2020) concerne l'exploitation scientifique de cet instrument voué à être le leader mondial en astronomie millimétrique au sol. En effet, 1300 heures ont été attribuées au consortium NIKA2, i.e. le plus grand programme de temps garanti jamais donné par l'IRAM à une unique collaboration. Notre projet NIKA2Sky est centré sur les trois grands programmes menés par des instituts français, qui ont chacun obtenu 300 heures d'observation. Le programme scientifique est dédié à l'étude de la structure interne des amas de galaxies par effet Sunyaev Zel’dovich, de la formation des étoiles dans notre Galaxie, en étudiant le rôle du champ magnétique à l'échelle du dixième de parsec, et dans les galaxies lointaines, en détectant des centaines de galaxies infrarouges (dont plus de 100 à z>3.5) durant leurs épisodes majeurs de formation d'étoiles.
Nous demandons un soutien financier pour recruter 4 post-doctorants, et organiser des réunions de collaboration ainsi qu'une conférence internationale afin d'assurer une grande visibilité aux résultats obtenus avec NIKA2. Ce soutien permettra de capitaliser nos efforts instrumentaux, financés en partie par l'ANR, qui ont conduit à la construction d'un instrument unique et leader en astronomie millimétrique.