Cosmologie avec le relevé LSST et caractérisation de la transmission atmosphérique dans la photométrie de LSST

Contexte scientifique

Le projet Rubin-LSST (Large Survey of Space and Time) est un relevé profond du ciel avec un télescope de 8,40 m de diamètre équipé d’une caméra de 3,2 milliards de pixels. A partir de 2024, il cartographiera le ciel de l’hémisphère sud pendant 10 ans, à raison de 800 mesures photométriques par objet, obtenues à travers 6 larges bandes passantes dans le visible. Ce relevé permettra non seulement de mesurer précisément les paramètres cosmologiques, mais aussi de révolutionner les études du ciel variable.

Afin de mesurer la transparence de l’atmosphère en temps réel un spectrographe, équipé d’un composant optique holographique développé à l’IJCLab et au LPNHE et réalisé en France, est installé sur un télescope auxiliaire en fonctionnement depuis début 2021. Le processus de compensation atmosphérique que nous mettons au point consiste à mesurer la transmission de l’atmosphère avec ce spectrographe, puis à s’en servir pour restituer des estimations de flux dans les bandes larges du télescope principal, rapportées à des conditions d’atmosphère «standard». L’objectif est d’atteindre une précision photométrique de l’ordre de 0,1%, même dans des conditions atmosphériques non stables, ce qui constituerait une percée remarquable.

Environnement

Le Groupe LSST de l’IJCLab comprend une petite dizaine de chercheurs, enseignants-chercheurs et ingénieurs experts en astronomie, astrophysique et cosmologie.

Notre équipe a développé le dispositif de spectroscopie sans fente en fonction sur le télescope auxiliaire (AuxTel) de LSST. Elle est ainsi à la pointe de l’étude des corrections atmosphériques pour la photométrie. Notre expertise sur les modèles atmosphériques nous permet en particulier de relier les mesures de la transmission de l’atmosphère à ses paramètres fondamentaux que sont la quantité d’aérosols, d’ozone et de vapeur d’eau précipitable.

Nos activités sont intégrées dans une structure nationale (Rubin observatory LSST-France) à forte visibilité, représentée dans les instances décisionnelles de LSST et de l’IN2P3.

Missions techniques et scientifiques

Le post-doctorant participera au démarrage du télescope LSST de l’observatoire Vera Rubin et pourra en exploiter les premières données pour des analyses scientifiques en cosmologie. Il ou elle pourra consacrer une fraction de 30% à 50% de son activité sur des analyses scientifiques des premières données de LSST, de préférence en lien avec les activités du groupe de l’IJCLab, qui portent sur les problématiques de l’énergie noire et de la matière noire.

Ses contributions techniques porteront sur l’optimisation de la calibration atmosphérique avec les observations du télescope auxiliaire, et traiteront des aspects suivants :

  • Mise au point d’une stratégie d’observation de calibrateurs par Auxtel, adaptée à la séquence des pointages du télescope principal.

  • Mesure de la transmission atmosphérique pour chaque direction d’observation de LSST avec estimation des erreurs statistique et systématique.

  • Prédiction de la compensation de couleur à appliquer aux magnitudes instrumentales pour toutes les sources de chaque image de LSST ; cette compensation est liée à la transmission de l’atmosphère mais dépend aussi des couleurs des sources ; estimation des erreurs photométriques résiduelles. L’objectif est de rapporter chaque mesure photométrique à une situation d’atmosphère de référence (atmosphère standard avec airmass = 1.2).

Ces travaux de calibration atmosphérique auront des retombées directes sur la précision des redshifts photométriques et des courbes de lumière des événements transitoires. Ils rejailliront sur la précision des mesures cosmologiques issues des analyses des grandes structures dans l’Univers, ainsi que sur la mesure de l’expansion de l’Univers via les supernovae de type Ia.

Profil du candidat, compétences attendues

Le candidat devra être titulaire d’un doctorat d’astrophysique ou de physique fondamentale. Il ou elle devra posséder de bonnes compétences en informatique, en particulier en analyse de données. Une expérience d’observation auprès de grands télescopes sera appréciée.

Le candidat devra maîtriser à l’écrit et à l’oral l’anglais ou/et le français, les deux langues de travail du groupe d’accueil.

Durée du poste, lieu d’affectation

Le poste, affecté au Laboratoire des deux infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab-CNRS, Orsay, France), est à pourvoir pour 3 années consécutives, à partir de février 2024 ou plus tard.

Déplacements

Le candidat sélectionné sera amené à se déplacer pour des missions techniques, des missions d’observation et des participations à des réunions, workshops et conférences, au niveau national et international.

Conditions de rémunération

de 35904€ à 51996€ brut par an (2992€ à 4333€ par mois), en fonction de l’expérience du candidat. Ce montant inclut les charges sociales, et en particulier l’assurance santé du régime général. Le salaire net après ces prélèvements est d’environ 80% du salaire brut.

Procédure pour se porter candidat

La candidature est à déposer sur le portail d’emploi du CNRS https://emploi.cnrs.fr/Offres/CDD/UMR9012-SOPHEB-056/Default.aspx?lang=EN

Le candidat devra y déposer un CV détaillé et une lettre de motivation.

Les lettres de recommandation sont à adresser à marc.moniez@ijclab.in2p3.fr. Un comité sera constitué pour interviewer les candidats dont le dossier aura été retenu. Ces interviews pourront avoir lieu à distance.