Calibration photométrique de l'imageur MegaCam : analyse des données SNDice

Photometric calibration of the megacam imager : analysis of the SNDice dataset

• Auteur / Autrice : Francesca Villa
• Direction : Nicolas Regnault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Particules. Noyaux. Cosmos
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photométrie

Cosmologie

Diodes électroluminescentes

Supernovae

Résumé

L'étalonnage photométrique des imageurs grand champ est à ce jour la principale limitation pour plusieurs mesures de cosmologie, parmi lesquelles celle des paramètres cosmologiques à l'aide des supernovae de type Ia. Afin d'obtenir l'exactitude de l'ordre de 0. 1% nécessaire pour les relevés futurs, les collaborations actives dans ce domaine explorent la possibilité de nouvelles techniques de calibration à l'aide d'instruments dédié comme alternative à celle traditionnelle à l'aide d'étoiles standard spectrophotométriques. Le groupe du LPNHE a conçu SNDice, un système d'illumination innovant et très stable qui a été installé dans la dôme du télescope Canada-France-Hawaii pour calibrer l'imageur MegaCam et en suivre les performances. Le but est de démontrer la faisabilité d'une calibration instrumentale absolue exacte à 0. 1% ou mieux. Dans la première partie de la thèse, un bref aperçu du modèle standard de la cosmologie et des principales sondes étudiées pour en contraindre les paramètres est suivi par la description de MegaCam et SNDice. La seconde partie s'attache à présenter la construction d'un modèle optique de MegaCam et d'une modélisation géométrique permettant de connaître les attitudes de MegaCam et SNDice dans le dôme. Ces deux modèles ont été implémentés dans un logiciel traceur de rayons, créé à l'aide des librairies ROOT, de façon à simuler l'éclairement du plan focal. Cette simulation permet de distinguer l'illumination directe des contributions dues aux réflexions issues des surfaces du correcteur grand champ. Enfin, est présentée l'application de ces outils pour la première analyse des poses de calibration SNDice: la détermination de la bande passante rM de MegaCam

Photometric calibration of wide field imagers is becoming a crucial issue in various cosmological measurements, such as the measurement of the cosmological parameters with type Ia supernovae. To achieve the accuracy level of 0. 1% required by future surveys, several collaborations are studying new instrumental calibration strategies as alternative to the traditional stellar calibration. The LPNHE Cosmology Group is working on the SNDice project. SNDice is an innovative and very stable illumination system installed at the Canada-France-Hawaii Telescope to calibrate the MegaCam imager and monitor its performances. The goal is to demonstrate the feasibility of an instrumental photometric absolute calibration with an accuracy at least of 0. 1%. In the first part of this thesis, an introduction to the basic concepts is given. The cosmological standard model and the principal probes studied in order to constrain it are presented, before moving to the description of MegaCam and SNDIce. The second part is devoted to the modeling of the MegaCam optics and to the geometrical model allowing to know the relative orientations of the imager and the SNDice light source in the dome. These two models have been implemented in a ray-tracing software developed within the CERN ROOT framework in order to simulate the focal plan illumination. This simulation allows one to disentangle the direct light from the secondary contributions due to reflections within the optics of the wide field corrector. Finally the application of the developed tools to the first analysis of the SNDice calibration poses is presented, discussing the determination of the MegaCam rM passband