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The NIKA2 large-field-of-view millimetre continuum camera for the 30 m IRAM telescope

Authors :
Guilaine Lagache
J. Goupy
K. F. Schuster
C. Romero
A. Bideaud
Rhodri Evans
C. Kramer
S. Navarro
Florian Ruppin
Ph. André
N. Billot
Andrew Rigby
F. Mayet
Carole Tucker
B. Comis
Alessandro Monfardini
A. Adane
Andrea Bracco
S. Triqueneaux
R. Zylka
F.-X. Désert
J.-F. Lestrade
R. Adam
J.-P. Leggeri
Giampaolo Pisano
Simon Doyle
A. Andrianasolo
Alain Benoit
E. F. C. Driessen
Enzo Pascale
A. Catalano
V. Revéret
S. Leclercq
Alexandre Beelen
O. Bourrion
J. F. Macías-Pérez
M. De Petris
Martino Calvo
Gregoire Coiffard
Peter A. R. Ade
L. Perotto
A. Ritacco
Philip Daniel Mauskopf
H. Roussel
Nicolas Ponthieu
Herve Aussel
Anaëlle Maury
Albrecht Sievers
Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE)
Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112))
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG )
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM)
Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Néel (NEEL)
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Instituto de RadioAstronomía Milimétrica (IRAM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)
Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM)
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY)
Institut d'Astrophysique de Paris (IAP)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG )
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA)
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Cryogénie (NEEL - Cryo)
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA)
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY)
Joseph Louis LAGRANGE ( LAGRANGE )
Université Nice Sophia Antipolis ( UNS )
Université Côte d'Azur ( UCA ) -Université Côte d'Azur ( UCA ) -Observatoire de la Côte d'Azur
Université Côte d'Azur ( UCA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Laboratoire AIM
Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre d'Etudes de Saclay
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble ( IPAG )
Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble ( OSUG )
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille ( LAM )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES )
Institut Néel ( NEEL )
Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Instituto de RadioAstronomía Milimétrica ( IRAM )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie ( LPSC )
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology ( Grenoble INP ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA )
Institut de RadioAstronomie Millimétrique ( IRAM )
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique ( LERMA )
École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire de Paris-Université de Cergy Pontoise ( UCP )
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Institut d'Astrophysique de Paris ( IAP )
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur
Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Source :
Astron.Astrophys., Astron.Astrophys., 2018, 609, pp.A115. ⟨10.1051/0004-6361/201731503⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2018, 609, pp.A115. ⟨10.1051/0004-6361/201731503⟩, Astron.Astrophys., 2018, 609, pp.A115. 〈10.1051/0004-6361/201731503〉, NASA Astrophysics Data System
Publication Year :
2018
Publisher :
EDP Sciences, 2018.

Abstract

Millimeter-wave continuum astronomy is today an indispensable tool for both general Astrophysics studies and Cosmology. General purpose, large field-of-view instruments are needed to map the sky at intermediate angular scales not accessible by the high-resolution interferometers and by the coarse angular resolution space-borne or ground-based surveys. These instruments have to be installed at the focal plane of the largest single-dish telescopes. In this context, we have constructed and deployed a multi-thousands pixels dual-band (150 and 260 GHz, respectively 2mm and 1.15mm wavelengths) camera to image an instantaneous field-of-view of 6.5arc-min and configurable to map the linear polarization at 260GHz. We are providing a detailed description of this instrument, named NIKA2 (New IRAM KID Arrays 2), in particular focusing on the cryogenics, the optics, the focal plane arrays based on Kinetic Inductance Detectors (KID) and the readout electronics. We are presenting the performance measured on the sky during the commissioning runs that took place between October 2015 and April 2017 at the 30-meter IRAM (Institut of Millimetric Radio Astronomy) telescope at Pico Veleta. NIKA2 has been successfully deployed and commissioned, performing in-line with the ambitious expectations. In particular, NIKA2 exhibits FWHM angular resolutions of around 11 and 17.5 arc-seconds at respectively 260 and 150GHz. The NEFD (Noise Equivalent Flux Densities) demonstrated on the maps are, at these two respective frequencies, 33 and 8 mJy*sqrt(s). A first successful science verification run has been achieved in April 2017. The instrument is currently offered to the astronomical community during the coming winter and will remain available for at least the next ten years.<br />Accepted for publication on Astronomy & Astrophysics, in press

Details

ISSN :
14320746 and 00046361
Volume :
609
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy & Astrophysics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....a2c08cba09f5b8190641c2715c84ef1a
Full Text :
https://doi.org/10.1051/0004-6361/201731503