Résumé
Une technique tout à fait adaptée à l’époque de réionisation, est la technique des cartes d’intensité (ou IM = intensity mapping). Dans le survey d’une grande partie du ciel, si le principal intérêt est de détecter des grandes structures, et leur évolution en fonction du redshift, il n’est pas nécessaire de détecter toutes les galaxies, mais le survey s’effectuera beaucoup plus rapidement en faisant une cartographier grossière, avec de larges pixels, et en détectant l’intensité de chaque pixel, qui peut contenir l’émission de plusieurs galaxies diluées. Bien que cette technique ait été appliquée déjà en continu, rassemblant toutes les sources radio, la méthode est remise au goût du jour pour les raies HI, et aussi celles de CO (le principal traceur de l’hydrogène moléculaire), ou de CII. Pour la raie HI, il existe aussi un enjeu crucial : pouvoir détecter les oscillations acoustiques baryoniques (BAO), qui sont le reflet des ondes acoustiques des photons, détectées dans le fond cosmologique par les satellites millimétriques (WMAP, PLANCK). La taille caractéristique des BAO varie en fonction de l’expansion, et peut donner des renseignements supplémentaires sur la matière noire et l’énergie noire. Les instruments actuels ne peuvent détecter une galaxie HI qu’à z < 0,2. Au-delà, il est nécessaire d’utiliser les cartes d’intensité. Une première détection à z = 0,8 a montré la faisabilité. De même en combinant tous les absorbants devant des quasars à z = 2,3, il a été possible de détecter les BAO de façon très claire. Des tentatives sont effectuées avec la raie H-alpha, traceur de formation d’étoiles. Le but est la détection de la globalité du signal, même venant d’objets trop faibles pour être détectés seuls. Le survey donne alors une information statistique sur l’énergie sortant dans la raie. Mais le grand problème est toujours la confusion possible avec d’autres raies.
Une technique prometteuse est de procéder à un filtrage, en corrélant deux raies, comme le HI avec l’optique (H-alpha, etc.), ou bien le CO avec le CII. La corrélation permet de mieux se débarrasser des avant-plans, qui n’ont aucune raison d’être corrélés. Guilaine Lagache nous décrit une expérience de cartes d’intensité en train de se monter au Chili, sur le télescope millimétrique APEX (Atacama Pathfinder Experiment). Il s’agit d’observer à 1 mm de longueur d’onde la raie du carbone ionisé CII, un traceur de la formation d’étoiles. Au repos, la raie est à 0,158 mm, et la carte va donc cibler les redshift 5 à 6.
