SKA

Wim van Driel

GEPI

PNG prospectives, 1 mars 2006

un milliard de galaxies en HI

Projet SKA international – feuille de route

Projet globale: 50+ Instituts dans 18 pays

SKA – concept de référence (1)

Technologie qui permettrade construire SKA:Réseau phasé multi-lobes

Noyau:

Réseau phasé - multi-lobes (electroniques) - tuiles

Noyau et bras:

Réseau de petites paraboles avec réseau phasé au foyer

SKA = machine d’acquisition de données massif (To/s)

SKA – concept de référence (2)

Aperture Arrays

“electronic fish-eye lens”Focal Plane Arrays

“radio cameras”

basé sur des réseaux phasés

Multiples champs de vue:

- relevés

- flexibilité

SKA – concept de référence (3)

0.1 – 25 GHz, 0.01 arcsec @ 1.4 GHz, 4 faisceaux

Trois composants:

Réseau de petites paraboles récepteurs: réseau phasé à 0.3 - 3 GHz, à large bande > 3 GHz composant de base, à bas risque technologique

Réseau phasé à tuiles, au noyau 0.3 – 1 GHz composant à plus haute risque technologique

Réseau d’antennes dipôles simples (style LOFAR)0.1 – 0.3 GHzne fera pas partie de la Phase 1 (10% de SKA)

SKA – construction en plusieurs phases

Phase 1: 10% en 2014

Réseau phasé à tuiles, au noyau 0.3 - 1 GHz, 50 deg2

Réseau de petites paraboles 1 - 25 GHz, 0.33 – 10 deg2; lignes de base 50 km

Phase 2: 50% en 2017

Phase 3: 100% en 2020

Réseau d’antennes dipôles simples 0.1 – 0.3 GHz, 200 deg2

Réseau phasé à tuiles, au noyau 0.3 - 1 GHz, 50 deg2

Réseau de petites paraboles 1 - 25 GHz, 0.33 – 10 deg2; lignes de base >3000 km

KSP IV - Galaxy evolution and cosmology -1

HI line surveys

HI is the most abundant element, main fuel of star formation;

powerful tracer of galaxies in various stages of their evolution and in various environment

Present: all-sky HI surveys out to z~0.04, no evolution information

SKA: all-sky HI survey is needed out to cosmological distances, to distinguish between various evolution models

- Goal: All-sky survey of a billion galaxies out to z~1.5

- Deeper, targeted surveys of ten million galaxies at 2.5<z<3.5

Feasible in <1 year if field-of-view large enough (>50 deg2)

Redshift Look-back HI mass limit Detections time (Gyr) (M) deg-2 0.5 - 1.0 4.2 - 6.2 1.7 108 6.6 105 1.0 - 1.5 6.2 - 7.3 4.7 108 2.3 105 1.5 - 2.0 7.3 - 8.0 1.1 109 1.0 105 2.0 - 2.5 8.0 - 8.5 2.2 109 4.4 104 2.5 - 3.0 8.5 - 8.9 4.1 109 3.0 104 3.0 - 3.5 8.9 - 9.1 6.7 109 1.0 104 3.5 - 4.0 9.1 - 9.2 1.2 1010 9.5 103 4.0 - 4.5 9.2 - 9.3 1.6 1010 7.0 103

HI Mass Function

Detectable HI Masses as a function of redshift in 360 hours

SMC

M 101

M 51

Maximum redshifts for a 360 hour integration with SKA

star formation with z

Crucial epoch

2000 galaxies/deg2

100 000

30 000

massives

normales

naines

Observations en continuum

Gain d’un facteur 1000 en sensibilité (larges bandes)

10 milliard de sources en continuum: AGN, starburst, …

Exemple: sources en continuum dans le champ Hubble profond

avec le WSRT/VLA: 8 sources

avec SKA:

2700 sources: 150 AGN + starburst

SKA Design Study (Europe)

• EC FP6: 38 MEUR totale, 10.4 MEUR EC (dont 1.8 MEUR pour FR)

• Objectifs principaux:

– Construction d’EMBRACE, le démonstrateur du concept européen de réseau phasé pour SKA (installé à Nançay en 2007)

– R&D vers l’utilisation de notre concept dans SKA

• Partenaires UE: 32 instituts dans 13 countries (principaux: NL, UK, F, I)

France: Obs. de Paris, Univ. d’Orléans, Univ. de Limoges, OMMIC(Philips)

Modélisation scientifique (cosmologie); développement technique (circuits intégrés, élimination d’interférences radio), gestion du projet