Résumé
Les raies d’absorption devant les quasars sont l’unique moyen de sonder les filaments cosmiques, le milieu intergalactique (IGM), et d’en déduire la température, les tailles caractéristiques, les densités, la métallicité (Z). Les filaments contiennent la plupart des baryons (80 %) qui ne sont pas dans les galaxies, quel est leur degré d’ionisation ? Il est fondamental de connaître l’interaction entre filaments et galaxies, savoir comment les éléments lourds sont dispersés par les galaxies pour enrichir l’IGM, comment évoluent ces filaments en fonction de z, et quel rôle ils jouent durant l’époque de la réionisation. Il existe plusieurs types d’absorbants : d’abord, la forêt Lyman-alpha (Lyα), due à un grand nombre de petits nuages sur la ligne de visée, situés dans les filaments et les feuilles de la toile cosmique ; ensuite, lorsque la ligne de vise traverse une galaxie, il y a une absorption saturée (DLA) ; et, enfin, un système Ly-limit, où tous les photons d’énergie supérieure sont absorbés (correspondant à 13,6 eV). À chaque DLA, on attend les doublets de CIV ou MgII associés, très utiles pour reconnaître les redshifts et les abondances des galaxies absorbantes. À partir des années 2000, les instruments optiques ont permis d’observer les spectres avec grande résolution spectrale (~ 7 km/s), et le nombre d’absorbants sur une ligne de visée peut alors se compter en plusieurs centaines. Le nombre d’absorbants décroît toutefois avec la densité de colonne, comme une loi de puissance, d’exposant − 1,6. L’observation des absorbants permet d’obtenir l’évolution cosmique du gaz atomique. En particulier dans l’époque de la réionisation, l’épaisseur optique monte considérablement entre z = 5 et 7. La comparaison avec les simulations permet de conclure que la réionisation est à moitié effectuée à z = 7,5 et terminée à z = 5,3, avec des poches de HI assez grandes, responsables de la dispersion de l’épaisseur optique. L’étude de la cohérence entre les absorbants pourraient aider à connaître les régions sur-denses, et les futurs amas. Pourtant, il existe souvent des quasars au centre de ces structures qui ionisent tout l’environnement. Les absorptions pendant l’époque de réionisation pourront se faire avec la raie de l’atome HI à 21 cm en longueurs d’ondes métriques.
