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Pré-Publication, Document De Travail Année : 2019

Theia: Faint objects in motion or the new astrometry frontier

Céline Boehm , Alberto Krone-Martins , António Amorim , Guillem Anglada-Escudé , Alexis Brandeker , Frederic Courbin , Torsten Enßlin , António Falcão , Katherine Freese , Berry Holl , Lucas Labadie , Alain Leger (1) , Fabien Malbet (2) , Gary Mamon (3) , Barbara Mcarthur , Alcione Mora , Michael Shao , Alessandro Sozzetti , Douglas Spolyar , Eva Villaver , Conrado Albertus , Stefano Bertone , Hervé Bouy , Michael Boylan-Kolchin , Anthony Brown , Warren Brown , Vitor Cardoso , Laurent Chemin , Riccardo Claudi , Alexandre C.M. Correia , Mariateresa Crosta , Antoine Crouzier (4) , Francis-Yan Cyr-Racine , Mario Damasso , António da Silva , Melvyn Davies , Payel Das , Pratika Dayal , Miguel de Val-Borro , Antonaldo Diaferio , Adrienne Erickcek , Malcolm Fairbairn , Morgane Fortin , Malcolm Fridlund , Paulo Garcia , Oleg Gnedin , Ariel Goobar , Paulo Gordo , Renaud Goullioud , Nigel Hambly , Nathan Hara (5) , David Hobbs , Erik Hog , Andrew Holland , Rodrigo Ibata (6) , Carme Jordi , Sergei Klioner , Sergei Kopeikin , Thomas Lacroix (3) , Jacques Laskar (5) , Christophe Le Poncin-Lafitte (7) , Xavier Luri , Subhabrata Majumdar , Valeri Makarov , Richard Massey , Bertrand Mennesson , Daniel Michalik , André Moitinho de Almeida , Ana Mourão , Leonidas Moustakas , Neil Murray , Matthew Muterspaugh , Micaela Oertel (8) , Luisa Ostorero , Angeles Perez-Garcia , Imants Platais , Jord I Portell de Mora , Andreas Quirrenbach , Lisa Randall , Justin Read , Eniko Regos , Barnes Rory , Krzysztof Rybicki , Pat Scott , Jean Schneider (7) , Jakub Scholtz , Arnaud Siebert (6) , Ismael Tereno , John Tomsick , Wesley Traub , Monica Valluri , Matt Walker , Nicholas Walton , Laura Watkins , Glenn White , Dafydd Wyn Evans , Lukasz Wyrzykowski , Rosemary Wyse , Ummi Abbas , Jean-Michel Alimi (7) , Martin Altmann , João Alves , Richard Anderson , Frédéric Arenou (9) , Coryn Bailer-Jones , Baugh Carlton , Michael Biermann , Sergi Blanco-Cuaresma , Aldo Stefano Bonomo , Avery Broderick , Giorgia Busso , Juan Cabrera , Josep Manel Carrasco , Carla Sofia Carvalho , Marco Castellani , Marina Cermeño-Gavilán , Paula Chadwick , Jeremy Darling , Michael Davidson , Francesca de Angeli , Reinaldo de Carvalho , Silvano Desidera , Chris Done , Christine Ducourant (10) , Denis Erkal , Laurent Eyer , Benoit Famey (6) , Sofia Feltzing , Emilio Fraile Garcia , Facundo Ariel Gomez , Carlos Frenk , Mario Gai , Phillip Galli , Laurent Galluccio (11) , Panagiotis Gavras , Paolo Giacobbe , Facundo Ariel Gomez , Ariel Goobar , Raffaele Gratton , Fabrizia Guglielmetti , Eike Gunther , David Hall , Diana Harrison , Artie Hatzes , Daniel Hestroffer (5) , Emille Ishida (12) , Pascale Jablonka , Christopher Jacobs , Markus Janson , Jens Jasche , Mathilde Jauzac , Hugh Jones , Peter Jonker , Francesc Julbe , Jean-Paul Kneib , Georges Kordopatis , Arianne Lancon (6) , Mario Gilberto Lattanzi , Jean-Michel Leguidou (13) , Matt Lehnert (3) , Harry Lehto , Ilidio Lopes , Jesus Maldonado , Marcella Marconi , Nicolas Martin (6) , Maury Marie-Elisabeth , Anupam Mazumdar , Tatiana Michtchenko , Stefano Minardi , Carlos Munoz , Giuseppe Murante , Ilaria Musella , Ortwin Gerhard , Isabella Pagano , Paolo Pani , Martin Paetzold , Pfenniger Daniel , Giampaolo Piotto , Olivier Preis (14) , Nicolas Produit , Jean-Pierre Prost , Heike Rauer , Sean Raymond (10) , Rosa Reinaldo , Yves Revaz , Ribeiro Rita , Lorenzo Rimoldini , Arnau Rios Huguet , Vincenzo Ripepi , Pier-Francesco Rocci (14) , Maria D. Rodriguez Frias , Reinaldo R. Rosa , Johannes Sahlmann , Ippocratis Saltas , José Pizarro Sand E E Lemos , Luis M. Sarro , Bjoern Malte Schaefer , Jascha Schewtschenko , Damien Segransan , Franck Selsis (10) , Joe Silk (3) , Manuel Silva , Filomena Solitro , Alessandro Spagna , Volker Springel , Maria Süveges , Ramachrisna Teixeira , Tetsuo Shindou , Philippe Thebault (4) , Feng Tian , Catherine Turon (9) , José W.F. Valle , Eugene Vasiliev , Juan Vladilo , Vollmann Martin , Martin Ward , Jochen Weller , Mark Wilkinson , Sebastian Wolf , Fu Xiaoting , Yoshiyuki Yamada , Sven Zschocke , Shay Zucker
Céline Boehm
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Alberto Krone-Martins
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António Amorim
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Guillem Anglada-Escudé
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Alexis Brandeker
Frederic Courbin
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Torsten Enßlin
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António Falcão
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Katherine Freese
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Berry Holl
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Lucas Labadie
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Barbara Mcarthur
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Alcione Mora
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Michael Shao
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Alessandro Sozzetti
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Douglas Spolyar
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Eva Villaver
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Conrado Albertus
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Stefano Bertone
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Hervé Bouy
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Michael Boylan-Kolchin
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Anthony Brown
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Warren Brown
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Vitor Cardoso
Laurent Chemin
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Riccardo Claudi
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Alexandre C.M. Correia
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Mariateresa Crosta
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Francis-Yan Cyr-Racine
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Mario Damasso
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António da Silva
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Melvyn Davies
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Payel Das
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Pratika Dayal
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Miguel de Val-Borro
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Antonaldo Diaferio
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Adrienne Erickcek
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Malcolm Fairbairn
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Morgane Fortin
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Malcolm Fridlund
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Oleg Gnedin
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Ariel Goobar
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Paulo Gordo
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Renaud Goullioud
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Erik Hog
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Carme Jordi
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Sergei Klioner
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Sergei Kopeikin
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Thomas Lacroix
Xavier Luri
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Subhabrata Majumdar
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Valeri Makarov
Richard Massey
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Bertrand Mennesson
Daniel Michalik
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André Moitinho de Almeida
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Ana Mourão
Leonidas Moustakas
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Neil Murray
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Matthew Muterspaugh
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Micaela Oertel
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Justin Read
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Krzysztof Rybicki
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Facundo Ariel Gomez
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Mario Gilberto Lattanzi
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Harry Lehto
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Jesus Maldonado
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Paolo Pani
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Martin Paetzold
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Jean-Pierre Prost
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Arnau Rios Huguet
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Vincenzo Ripepi
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Maria D. Rodriguez Frias
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Reinaldo R. Rosa
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Johannes Sahlmann
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Ippocratis Saltas
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José Pizarro Sand E E Lemos
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Luis M. Sarro
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Bjoern Malte Schaefer
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Jascha Schewtschenko
Damien Segransan
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Manuel Silva
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Filomena Solitro
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Alessandro Spagna
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Maria Süveges
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Ramachrisna Teixeira
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José W.F. Valle
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Sebastian Wolf
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Fu Xiaoting
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Yoshiyuki Yamada
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Sven Zschocke
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Shay Zucker
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Résumé

In the context of the ESA M5 (medium mission) call we proposed a new satellite mission, Theia, based on relative astrometry and extreme precision to study the motion of very faint objects in the Universe. Theia is primarily designed to study the local dark matter properties, the existence of Earth-like exoplanets in our nearest star systems and the physics of compact objects. Furthermore, about 15 $\%$ of the mission time was dedicated to an open observatory for the wider community to propose complementary science cases. With its unique metrology system and "point and stare" strategy, Theia's precision would have reached the sub micro-arcsecond level. This is about 1000 times better than ESA/Gaia's accuracy for the brightest objects and represents a factor 10-30 improvement for the faintest stars (depending on the exact observational program). In the version submitted to ESA, we proposed an optical (350-1000nm) on-axis TMA telescope. Due to ESA Technology readiness level, the camera's focal plane would have been made of CCD detectors but we anticipated an upgrade with CMOS detectors. Photometric measurements would have been performed during slew time and stabilisation phases needed for reaching the required astrometric precision.

Dates et versions

hal-02403600 , version 1 (10-12-2019)

Identifiants

Citer

Céline Boehm, Alberto Krone-Martins, António Amorim, Guillem Anglada-Escudé, Alexis Brandeker, et al.. Theia: Faint objects in motion or the new astrometry frontier. 2019. ⟨hal-02403600⟩
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