VLT 2ème génération

MUSE et KMOS

PNC Octobre 2002

MUSE• Lyon, Marseille

• Cambridge, Oxford, Durham

• Leiden, Zürich, Postdam

A 3D deep field to study the progenitors of normal nearby galaxies up to z=7

Detailed studies of nearby normal, starburst and interacting galaxies

Massive spectroscopy of resolved stellar populations

Science Requirements

Improve by several magnitudes the detection limit–Spectroscopic follow-up of HDF–Ly-break galaxies up to I~27-28

Get spatially resolved spectroscopic information–Internal physics of galaxies up to z~3

Detect high z galaxies (z>5)–Search for objects that are not detectable in broad band imaging surveys–Ly emitters (z<7)

Recherche actuelle des émetteurs Lyalpha

•Filtres étroits, grand champ, domaine étroit de z2 10-17 erg/cm2/s•Longue fente: très petit champ, grand domaine en z

1-3 Ly émetteur par arcmin²

Prédictions à 5 10-19 erg/cm2/s

Redshift range Number arcmin-2

4.5-7 83

3.5-7 225

2.5-7 506

CaractéristiquesChamp 1’ x 1’Résolution spatiale MCAOSampling 0.2 arcsecRésolution spectrale 1000 à 2000Domaine spectral 0.5 à 1 micron

24 éléments de 2k x 4kProfondeur R ~ 28

90 000 pixels spatiaux2048 éléments spectraux 184 millions de pixels (VIMOS, 3.5 millions)

Volume de données

1 image = 0.7 Gb1 nuit = 100 Gb

Un champ profond sera fait en 10 nuits

L’instrument est prévu pour arriver en 2009-2010Avec JWST et ALMATrès complémentaires

KMOS

Istituto de Astrofisica, Milano, Italy: D. Maccagni (PI), B. Garilli, A. Iovino, G. Bertin, ...

LAM, Marseille, France: O. Le Fevre, A. Mazure, B. Millard, L. Tresse, E. Prieto,... Laboratoire d'Astrophysique de l'OMP, Toulouse, France: T. Contini, R. Pello, J.P. Picat IAP: Y. Mellier, ...

IRA Bologna, Italy: J. Vettolani, ... ESO, Santiago, Chile: J. G. Cuby, ... IoA, Cambridge, UK: M. Pettini, ... O. De Geneve, Suisse: D. Schaerer, ... University of Durham, UK: J. Allington-Smith, ... UCM: J. Gallego, ...

Instrument NIR cryogénique

KMOS: caractéristiques

Spectral Range 1 – 2.4 m

Field of View 8’x8’ or 10’x10’; 2’x8’(10’) in multi-IFU mode

Spectral Resolution 5000 (JH); 3000 (K)

Image Quality 0.1 arcsec

Sampling 0.11” or 0.15”

Multiplexing >60 (MOS); 24 (IFS)

Détecteurs 4k x 4k

KMOS Drivers scientifiques

Formation et Evolution des galaxies

Supernovae à differents redshifts

IR stellaire dans les galaxies locales

Amas de galaxies à grand-z (z ~ 1)

AGNs

Follow-up spectro NIR des surveys grand champ radio, X, etc..

ClickKMOS/VLT Science : z

> 2 galaxiesto add titleIMAGINGMULTI-SLIT SPECTROSCOPYINTEGRAL FIELD SPECTROSCOPY

IMAGINGMULTI-SLIT SPECTROSCOPYINTEGRAL FIELD SPECTROSCOPY

Science Goals Field (sq. deg)

Nobjects Limiting magnitude (or line flux)

R Wavelength coverage

(m)

IFU?

Evolution of the physical properties of galaxies at z>2

1

N x 104 K=21 (spec) K=23 (phot)

R~3000 (K) to R~5000 (JH)

0.3 to 2.5 Multi-IFU

Constraining the formation epoch and the properties of the first sources 1

~500 to N x 104

e-line ~ n x10-18 erg/s/cm

R~3000 (K) to R~5000 (JH)

0.7 to 2.5 Multi-IFU

LSS at z > 1

1

N x 104 K=21 (spec) K=23 (phot)

R~3000 (K) to R~5000 (JH)

0.3 to 2.5 -

Clusters of galaxies at very high resdhift (z > 1)

1

~100 K=21 (spec) K=23 (phot)

R~3000 (K) to R~5000 (JH)

0.3 to 2.5 IFU or multi-IFU

Supernovae at different redshifts ~2 to 5 ~1000 K=21 (spec) K=23 (phot)

R~3000 (K) to R~5000 (JH)

0.5 to 2.5 -

IR stellar and ISM features in local galaxies

~2 to 5 ~100 K=19 (spec) R~5000 1 to 2.5 Multi-IFU

Evolution of quasar/AGN 1 1000 K=21 (spec) R~5000 0.3 to 2.5 Multi-IFU

Spectroscopic NIR follow-up of wide-field multi-wavelength surveys

~4 N x 104 K=21 (spec) K=23 (phot)

R~3000 (K) to R~5000 (JH)

0.3 to 2.5 Multi-IFU

Galactic stellar studies N x 1 ~100 K=21 (spec) K=23 (phot)

R~5000 0.3 to 2.5 Multi-IFU

Etat actuel

Aujourd’hui seulement 20 LBG ont été observés spectroscopiquement13-15 ont des raies d’émission(Pettini et al 2001)T(int) = 10 000 secNIR ISAAC/VLTNIRSPEC/KECK

Les premiers objets (IMF?)

raies HeII fortes: HeII 1640, HeII HeII 4686, ...

Schaerer 2001

KMOS1PI: R. Bender (USM) et MPE-GarchingReiner Hofman (MPE)Ray Sharples, DurhamEdinburg, Oxford, Bristol

KMOS1

KMOS2