Published May 9, 2018 | Version v1
Publication

The Detailed Science Case for the Maunakea Spectroscopic Explorer: the Composition and Dynamics of the Faint Universe

Mcconnachie, Alan
Babusiaux, Carine
Balogh, Michael
Driver, Simon
Côté, Pat
Courtois, Helene
Davies, Luke
Ferrarese, Laura
Gallagher, Sarah
Ibata, Rodrigo
Martin, Nicolas
Robotham, Aaron
Venn, Kim
Villaver, Eva
Bovy, Jo
Boselli, Alessandro
Colless, Matthew
Comparat, Johan
Denny, Kelly
Duc, Pierre-Alain
Ellison, Sara
de Grijs, Richard
Fernandez-Lorenzo, Mirian
Freeman, Ken
Guhathakurta, Raja
Hall, Patrick
Hopkins, Andrew
Hudson, Mike
Johnson, Andrew
Kaiser, Nick
Koda, Jun
Konstantopoulos, Iraklis
Koshy, George
Lee, Khee-Gan
Nusser, Adi
Pancoast, Anna
Peng, Eric
Peroux, Celine
Petitjean, Patrick
Pichon, Christophe
Poggianti, Bianca
Schmid, Carlo
Shastri, Prajval
Shen, Yue
Willot, Chris
Croom, Scott
Lallement, Rosine
Schimd, Carlo
Smith, Dan
Walker, Matthew
Willis, Jon
Colless, Alessandro Bosselli Matthew
Goswami, Aruna
Jarvis, Matt
Jullo, Eric
Kneib, Jean-Paul
Konstantopoloulous, Iraklis
Newman, Jeff
Richard, Johan
Sutaria, Firoza
Taylor, Edwar
van Waerbeke, Ludovic
Battaglia, Giuseppina
Haywood, Misha
Sakari, Charli
Seibert, Arnaud
Thirupathi, Sivarani
Wang, Yuting
Babas, Ferdinand
Bauman, Steve
Caffau, Elisabetta
Laychak, Mary Beth
Crampton, David
Devost, Daniel
Flagey, Nicolas
Han, Zhanwen
Higgs, Clare
Hill, Vanessa
Ho, Kevin
Isani, Sidik
Mignot, Shan
Murowinski, Rick
Pandey, Gajendra
Salmon, Derrick
Siebert, Arnaud
Simons, Doug
Starkenburg, Else
Szeto, Kei
Tully, Brent
Vermeulen, Tom
Withington, Kanoa
Arimoto, Nobuo
Asplund, Martin
Aussel, Hervé
Bannister, Michele
Bhatt, Harish
Bhargavi, Ss
Blakeslee, John
Bland-Hawthorn, Joss
Bullock, James
Burgarella, Denis
Chang, Tzu-Ching
Cole, Andrew
Cooke, Jeff
Cooper, Andrew
Di Matteo, Paola
Favole, Ginevra
Flores, Hector
Gaensler, Bryan
Garnavich, Peter
Gilbert, Karoline
Gonzalez-Delgado, Rosa
Guhathakurta, Puragra
Hasinger, Guenther
Herwig, Falk
Hwang, Narae
Jablonka, Pascale
Kamath, Umanath
Kewley, Lisa
Le Borgne, Damien
Lewis, Geraint
Lupton, Robert
Martell, Sarah
Mateo, Mario
Mena, Olga
Nataf, David
Pérez, Enrique
Prada, Francisco
Puech, Mathieu
Recio-Blanco, Alejandra
Robin, Annie
Saunders, Will
Stalin, C. S.
Tao, Charling
Thanjuvur, Karun
Tresse, Laurence
Wang, Jian-Min
Yong, David
Zhao, Gongbo
Boisse, Patrick
Bolton, James
Bonifacio, Piercarlo
Bouchy, François
Cowie, Len
Cunha, Katia
Deleuil, Magali
de Mooij, Ernst
Dufour, Patrick
Foucaud, Sebastien
Glazebrook, Karl
Hutchings, John
Kobayashi, Chiaki
Kudritzki, Rolf-Peter
Li, Yang-Shyang
Lin, Lihwai
Lin, Yen-Ting
Makler, Martin
Narita, Norio
Park, Changbom
Ransom, Ryan
Ravindranath, Swara
Reddy, Bacham Eswar
Sawicki, Marcin
Simard, Luc
Srianand, Raghunathan
Storchi-Bergmann, Thaisa
Umetsu, Keiichi
Wang, Ting-Gui
Woo, Jong-Hak
Wu, Xue-Bing
Others:
Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL) ; Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Observatoire astronomique de Strasbourg (ObAS) ; Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
NRC Herzberg Institute of Astrophysics ; National Research Council of Canada (NRC)
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)
Departamento de FisicaTeorica e IFT-UAM/CSIC ; Universidad Autónoma de Madrid (UAM)
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / 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)
Cornell Lab of Ornithology [New York] ; Cornell University [New York]
Recherches Epistémologiques et Historiques sur les Sciences Exactes et les Institutions Scientifiques (REHSEIS (UMR_7596)) ; Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
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)
University of Edinburgh
Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation (GEPI) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
CSIRO Digital Productivity Flagship
Public Health Agency of Canada
Laboratoire Astrophysique de Toulouse-Tarbes (LATT) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Electrical and Computer Engineering [Minneapolis] (ECE) ; University of Minnesota [Twin Cities] (UMN) ; University of Minnesota System-University of Minnesota System
Herzberg Institute of Astrophysics ; National Research Council of Canada (NRC)
Institut d'astrophysique spatiale (IAS) ; Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Cosmologie, Astrophysique Stellaire & Solaire, de Planétologie et de Mécanique des Fluides (CASSIOPEE) ; 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)
Department of electronic engineering ; Chang Gung University
Canada-France-Hawaii Telescope Corporation (CFHT) ; National Research Council of Canada (NRC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-University of Hawai'i [Honolulu] (UH)
Anglo-Australian Observatory (AAO)
AUTRES
Instituto de Fisica Corpuscular (IFIC) ; Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)-Universitat de València (UV)
Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) ; Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)
Univers, Transport, Interfaces, Nanostructures, Atmosphère et environnement, Molécules (UMR 6213) (UTINAM) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC) ; Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)
Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM) ; Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Cosmological Impact of the First Stars (CIFIST) ; Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)
Département de médecine oncologique ; CRLCC Paul Strauss
Centre for Astrophysics and Supercomputing [Swinburne] (CAS) ; Swinburne University of Technology [Melbourne]
Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM) ; Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Chemical and Biomolecular Engineering
School of Physics ; Korea Institute for Advanced Study (KIAS)
Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay

Citation

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Description

MSE is an 11.25m aperture observatory with a 1.5 square degree field of view that will be fully dedicated to multi-object spectroscopy. More than 3200 fibres will feed spectrographs operating at low (R ~ 2000 - 3500) and moderate (R ~ 6000) spectral resolution, and approximately 1000 fibers will feed spectrographs operating at high (R ~ 40000) resolution. MSE is designed to enable transformational science in areas as diverse as tomographic mapping of the interstellar and intergalactic media; the in-situ chemical tagging of thick disk and halo stars; connecting galaxies to their large scale structure; measuring the mass functions of cold dark matter sub-halos in galaxy and cluster-scale hosts; reverberation mapping of supermassive black holes in quasars; next generation cosmological surveys using redshift space distortions and peculiar velocities. MSE is an essential follow-up facility to current and next generations of multi-wavelength imaging surveys, including LSST, Gaia, Euclid, WFIRST, PLATO, and the SKA, and is designed to complement and go beyond the science goals of other planned and current spectroscopic capabilities like VISTA/4MOST, WHT/WEAVE, AAT/HERMES and Subaru/PFS. It is an ideal feeder facility for E-ELT, TMT and GMT, and provides the missing link between wide field imaging and small field precision astronomy. MSE is optimized for high throughput, high signal-to-noise observations of the faintest sources in the Universe with high quality calibration and stability being ensured through the dedicated operational mode of the observatory. (abridged)

Abstract

210 pages, 91 figures. Exposure draft. Appendices to the Detailed Science Case can be found at http://mse.cfht.hawaii.edu/docs/

Additional details

Created:
December 4, 2022
Modified:
November 30, 2023