Résumé
Dans un futur proche, de nouveaux instruments vont permettre de progresser dans notre connaissance de l’époque de la réionisation. En optique et infrarouge, la détection des galaxies primordiales, source de réionisation, va être possible avec le nouveau télescope spatial JWST. SPICA (le satellite japonais auquel ont collaboré l’Europe, et notamment la France), en infrarouge lointain, et ALMA, en millimétrique, vont permettre la détection des galaxies les plus obscurcies, et celles qui forment le plus d’étoiles. Enfin, en ondes décimétriques et métriques, il sera possible de détecter le gaz atomique du milieu intergalactique, par cartes d’intensité, avec LOFAR (Low Frequency Array) et NenuFAR (New Extension in Nançay Upgrading LOFAR) et dans le futur SKA (Square Kilometer Array). Les simulations numériques, prenant en compte les particularités des premières galaxies très riches en gaz et faibles en métaux prédisent que les galaxies détectées par JWST produisent 40 % à 80 % de la réionisation. La production de photons ionisants croît avec la masse stellaire (à la fois formation d’étoiles et AGN). La formation d’étoiles domine la réionisation par rapport aux AGN à tous les redshifts. JWST pourrait aussi détecter les explosions des étoiles Pop III en supernovae à production de paires. Les lentilles gravitationnelles seront utilisées pour en observer 15 à 20 derrière les amas de galaxies à z supérieur à 5. Ces supernovae peuvent durer 1 an, au lieu de 2-3 mois pour les supernovae ordinaires. Les précurseurs de SKA et éclaireurs essayent déjà de détecter le signal de réionisation : LOFAR, NenuFAR, MWA, Hera. SKA ne sera opérationnel qu’à partir de 2028. Une redéfinition du budget a eu lieu en 2017 (plus d’un milliard d’euros). Lors d’une première étape, d’un budget moitié, SKA1 sera d’abord construite, avec SKAO, l’organisation des 13 pays membres (Australie, Canada, Chine, France, Allemagne, Inde, Italie, Nouvelle-Zélande, Afrique du Sud, Espagne, Suède, Pays-Bas, Royaume Uni) regroupant 40 % de la population mondiale ! SKA1 est constitué d’une partie à basse fréquence, 130 000 dipoles en 512 réseaux de 256 stations sur le site de Boolardy, en Australie de l’Ouest, puis d’une partie à moyenne fréquence, 133 antennes de 15 m, plus 64 antennes de 13,5 m (MeerKAT) sur le site de Karoo, en Afrique du Sud. L’instrument de très grand champ pourra observer des milliards de galaxies, étudier les BAO, la matière et l’énergie noire, en plus de la réionisation.
