GTO et ERS

Général

Guaranteed Time Observations

GTO et ERS

Du temps d’observation (GTO – Guaranteed Time Observations) a été attribué à des individus ou des équipes qui ont construits des instruments, délivré des composants électroniques, des logiciels, ou fait profiter le projet de leurs compétences techniques ou interdisciplinaires. Parmi les personnes qui bénéficieront de temps garanti, on trouve en particulier les responsables de chacun des 4 instruments (Principal Investigators – PIs). 

 

Les programmes conduits dans ce cadre utiliseront environ 16% du temps total d’observation du JWST au cours des trois premiers cycles de son opération. Un temps total de 4020 heures pour les programmes GTO sera utilisé durant les premiers 30 mois qui suivront la phase de recette en vol. Pour le cycle 1, le total du temps consacré aux programmes GTO et aux observations classiques (General Observing Time – GO) doit être entre 25% et 49% du temps d’observation.

Général

GUARANTEED TIME OBSERVATIONS

GTO et ERS

Du temps d’observation (GTO – Guaranteed Time Observations) a été attribué à des individus ou des équipes qui ont construits des instruments, délivré des composants électroniques, des logiciels, ou fait profiter le projet de leurs compétences techniques ou interdisciplinaires. Parmi les personnes qui bénéficieront de temps garanti, on trouve en particulier les responsables de chacun des 4 instruments (Principal Investigators – PIs). 

 

Les programmes conduits dans ce cadre utiliseront environ 16% du temps total d’observation du JWST au cours des trois premiers cycles de son opération. Un temps total de 4020 heures pour les programmes GTO sera utilisé durant les premiers 30 mois qui suivront la phase de recette en vol. Pour le cycle 1, le total du temps consacré aux programmes GTO et aux observations classiques (General Observing Time – GO) doit être entre 25% et 49% du temps d’observation.

Les équipes ayant travaillé sur l’instrument NIRCam, construit par l’université d’Arizona à Tucson disposeront de 900 heures de temps garanti, de même que celles ayant contribué à la réalisation de l’instrument NIRSPEC, construit par l’Agence Spatiale Européenne. Les équipes Canadiennes responsables des instruments FGS/NIRISS bénéficieront de 450 heures. Six scientifiques interdisciplinaires ayant contribué activement au projet recevront chacun 110 heures, et 5 chercheurs/ingénieurs de l’Institut Scientifique du Télescope Spatial à Baltimore (STScI) qui ont la charge des opérations et de la calibration des instruments du JWST auront chacun 12 heures d’observations garanties. Enfin, le directeur du STScI disposera de 210 heures qu’il distribuera entre les scientifiques US en charge du télescope.

Le cas de MIRI est un peu particulier, puisque c’est un instrument construit à la fois par un consortium Européen et par les US (Jet Propulsion Laboratory – JPL, à Pasadena, Californie).

Ainsi, le leader scientifique US bénéficiera de 210 hours de temps garanti, et les 3 membres principaux de l’équipe scientifique MIRI-US hériteront chacun de 60 heures d’observations. Le consortium Européen qui a réalisé l’instrument MIRI disposera quant à lui de 450 heures de temps garanti, qui seront réparties dans plusieurs programmes qui pourront utiliser d’autres instruments que MIRI (essentiellement NIRCAM et NIRSPEC): galaxies lointaines, galaxies proches, exo-planètes, disques proto-planétaires, supernovae, chimie du milieu interstellaire. Des observations simultanées avec MIRI seront possibles dès le cycle 1 pour tous les types de proposition (GTO, ERS, GO).

Science Capabilities

Les programmes GTO ont été soumis le 1er avril 2017 et furent analysés par un comité d’experts techniques entre le 28 juillet et le 15 septembre 2017. Le programme devait être finalisé le 31 janvier 2018, deux mois avant l’appel d’offre pour les observations GO pendant le cycle 1 (mars 2018).

Le Directeur du STScI (Space Telescope Science Institute) à Baltimore a lancé en janvier 2017 un appel pour recevoir les lettres d’intention pour les programmes ERS (Early Science Release). Les propositions finales ont été soumises avant le 18 aout 2017, et les résultats de la sélection furent rendus publiques en décembre 2017 (voir dans la rubrique Centre d’Expertise). La sélection s’est faite en fonction de la pertinence des programmes pour les thèmes de recherche principaux du JWST: la détection des premières lueurs de l’univers et l’époque de la ré-ionisation; l’assemblage des galaxies; la naissance des étoiles et des systèmes protoplanétaires; l’étude des planètes et l’origine de la vie. De plus, l’ensemble de ces programmes devait utiliser la plus grande variété possible des techniques d’observation liées à chaque instrument, et démontrer les capacités observationnelles du JWST. Un comité d’experts dans des disciplines diverses a été chargé de la sélection de ces programmes en fonction de ces critères.

La description complète de chacun des programmes GTO (pour le premier cycle d’observation) et des programmes ERS inclut la liste des sources à observer et les instruments et techniques d’observation qui seront utilisés. Les observations GTO ne peuvent en aucun cas être dupliquées (sans une justification scientifique claire et rigoureuse) par des observations ERS ou GO. La description des programmes GTO a été rendue publique le 15 juin 2017 et celle des ERS le 13 novembre 2017.

Les outils nécessaires pour la préparation de chacun de ces programmes (Astronomer Proposal Tool (APT) et Exposure Time Calculator (ETC)) ont été mis à la disposition des chercheurs le 18 décembre 2017.

 

En ce qui concerne les ERS, 200 déclarations d’intention ont été soumises, pour un total de 3665 chercheurs (soit 18 scientifiques par équipe), provenant de 24 pays. Il est à noter qu’il y avait 2379 chercheurs qui ne faisaient partie que d’une seule équipe, dont 477 n’avaient jamais demandé de temps d’observation au HST (Hubble Space Telescope). L’équipe la plus nombreuse comprenait 119 scientifiques. Les chercheurs Principaux (PIs) et collaborateurs (CoPIs) provenaient de 24 pays, et de 34 états et un territoir US. Au final, 13 programmes ERS pour un total de 460 heures, conduits par 16 PIs et co-PIs des Etats-Unis et par 6 Européens, furent sélectionnés.

 

Ces programmes couvrent différents domaines des 4 thèmes scientifiques principaux du JWST, comme le montre le diagramme ci-joint, ainsi que des instruments et mode d’opération variés.

  • Les programmes sélectionnés représente une participation de 253 chercheurs de 18 pays, 22 des États-Unis, dans 106 institutions différentes.
  •  
  • Des 253 chercheurs concernés, 157 sont basés aux U.S., 84 proviennent des pays membres de l’ESA, 7 du Canada, et 5 d’autres pays (Australie et Chili).
  • A ce nombre, il faut ajouter 456 collaborateurs scientifique associés à ces programmes.
  • Les 3 équipes les plus nombreuses combinent un total de 138, 105, et 80 chercheurs et collaborateurs.

Feuille de Route des Observations

La liste détaillée des programmes GTO et leur description (en anglais)

La description (en anglais) des programmes ERS approuvés

Une documentation sur le GTO et les ERS

Pour plus d’informations (y compris les programmes détaillés qui ont été sélectionnés), voir les sites (en anglais):

GTO News, Programmes GTO, ERS News,

Les Objectifs Scientifiques

Général

2005

Les Objectifs Scientifiques

A la suite d’une importante augmentation de budget du JWST, la NASA remet en cause l’ensemble du programme, et plus spécialement ses objectifs scientifiques. Une des conclusions est que le JWST ne rentrera pas en compétition avec les télescopes terrestres mais conservera toutes ses capacités innovantes.

MIRI :

Un second point était qu’il était factible de prédire que MIRI, avec son mode coronographique, aménera les plus importantes découvertes :

 

      • – l’émission d’hydrogène et la recherche des premiers objets lumineux,
      • – la formation des premières galaxies dans l’univers,
      • – l’émission des éléments sombres dans les Noyaux Galactiques Actifs,
      • – la formation des étoiles et systèmes proto-planétaires,
      • – l’évolution des systèmes planétaires, la taille des objets de la Ceinture de Kuiper et les comètes faiblement lumineuses,
      • – l’observation des naines brunes et des planètes géantes,
      • – la recherche des conditions favorables à l’apparition de la vie.

NIRISS :

L’Agence spatiale canadienne (ASC) fournit le détecteur de guidage de précision (FGS) et un des quatre instruments scientifiques du télescope Webb, NIRISS , un imageur et spectrographe sans fente dans le proche infrarouge. Ces deux instruments sont couplés dos à dos dans une même structure (deux instruments en un!), mais ils fonctionnent d’une manière totalement indépendante.

NIRISS sera doté de capacités uniques lui permettant de trouver les objets les plus anciens et les plus éloignés dans l’histoire de l’Univers. Il pourra aussi découvrir de nouvelles exoplanètes semblables à Jupiter autour de jeunes étoiles proches de nous, et ce, malgré la lumière éblouissante de ces dernières. Sa puissance lui permettra de détecter la mince couche atmosphérique de petites planètes habitables ressemblant à la Terre qui passeront devant leur étoile. On pourra alors déterminer la composition chimique de ces atmosphères et y chercher de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone et d’autres biomarqueurs potentiels comme le méthane et l’oxygène.

NIRCAM a pour but :

  • – De détecter la lumière des premières étoiles, des amas d’étoiles ou des noyaux galactiques
  •  
  • – D’étudier les galaxies très lointaines vues au cours de leur formation
  •  
  • – De détecter la distorsion de la lumière due à la matière noire
  •  
  • – De rechercher les supernovae dans les galaxies lointaines
  •  
  • – D’étudier la population stellaire dans les galaxies proches, les étoiles jeunes dans la Voie Lactée et les objets de la Ceinture de Kuiper dans notre Système Solaire.

NIRSpec

  • A une sensibilité dans une gamme de longueurs d’ondes qui correspond aux radiations des plus lointaines galaxies et est capable d’observer plus de 100 objets simultanément. Les objectifs scientifiques clés de cet instrument sont :
  •  
  • – La formation des étoiles et des abondances chimiques des galaxies lointaines jeunes.
  • – La recherche des structures dans les disques de gaz dans les Noyaux Galactiques Actifs (galaxies très lumineuses et énergétiques, observables aux longueurs d’ondes allant des ondes radio aux rayons X).
  • – La distribution des masses des étoiles dans les amas d’étoiles jeunes.
  • MIRI (Mid-Infrared Camera-Spectrograph) combine une caméra dans l’infrarouge moyen (de 5 à 28 micron) (MIRIM) avec un champs de 1,4′ x 1,9′, et un spectromètre (R~3000) couvrant les longueurs d’ondes 5 – 28 µm (MRS).
  •  
  • NIRCam (Visible/Near Infrared Camera) est une caméra dans proche infrarouge qui offre un grand champs, de 2,2′ x 4,4′, couvrant le domaine de longueurs d’ondes 0,6 – 5 micron.
  •  
  • NIRSpec (Near-Infrared Multi-Object Dispersive Spectrograph) est un spectromètre multi-objets à très grand champ (3,5′ x 3,5′) dans l’infrarouge proche, et couvre le domaine de longueurs d’ondes 0,6 – 5 micron, aux résolutions spectrales de R~100, R~1000 et R~3000.
  •  
  • NIRISS (Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph) offre un mode de spectroscopie sans fente, un mode d’imagerie interférométrique de haut contraste, ainsi qu’un mode d’imagerie classique dans un domaine spectral allant de 0.6 micron à 5.0 micron.
JWST - James Webb Space Telescope

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