Utiliser le plein potentiel des corrélations croisées de [CII]-21 cm via des simulations intégrales réalistes

1. Résumé du projet

En dépit de plusieurs décennies de progrès, les cosmologistes n’ont toujours pas observé directement l’époque cruciale de l’histoire de notre Univers dans laquelle les conditions initiales étaient propices pour la formation des premières étoiles et galaxies. Dans les prochaines années, les cartes à grande échelle de notre Univers à cette époque seront disponibles, grâce à une série de télescopes conçu sur mesure. Certains d’entre eux mesureront les émissions de carbone une fois ionisé [CII] résidant dans les galaxies de première génération alors que d’autres mesureront les ondes radio 21 cm provenant de l’hydrogène du milieu intergalactique. De récents travaux suggèrent que d’importantes contraintes scientifiques sur la nature des premières galaxies peuvent être obtenues en effectuant des corrélations croisées entre les cartes [CII] et les cartes 21 cm. En effet, la corrélation croisée pourrait être la seule méthode qui permet la confirmation de la détection de signaux provenant des époques susmentionnées. Néanmoins, les prédictions provenant de la littérature sont souvent trop optimistes, car elles ne prennent généralement pas en considération les complications instrumentales. Je propose de corriger le tir en construisant les premières simulations intégrales complètes d’observations combinées de [CII]-21 cm qui incluent les effets réalistes systématiques des instruments. Ces effets seront modélisés à partir de vrais ensembles de données qui me sont accessibles en tant que chercheur principal du projet Hydrogen Epoch of Reionization Array, à McGill. De plus, notre logiciel pipeline sera capable de traiter les données des télescopes 21 cm et [CII] qui seront opérationnels dans les prochaines années. La recherche proposée jouera donc un rôle crucial dans le domaine émergent de la cartographie 21 cm et [CII], repoussant les frontières de notre compréhension de la formation des premières étoiles et galaxies.