Paris 21cm Intensity Mapping Workshop

Organisateur : Jean-Michel Martin (Observatoire de Paris) et Réza Ansari (Université Paris-Sud)

La cartographie de l’univers en radio, à travers l’observation de la raie à 21 cm de l’hydrogène
atomique, constitue une approche complémentaire aux relevés optiques pour l’étude des grandes
structures, et des oscillations acoustiques baryoniques (BAO). Les projets CHIME et Tianlai sont les premiers instruments conçus pour ce type de relevé, et cette technique est aussi considérée dans le cadre de SKA.

Un programme de recherche et développement en électronique a été initié par le LAL (CNRS/IN2P3)
et l’IRFU (CEA) fin 2006, en vue d\\’un projet de relevé cosmologique à 21 cm avec des partenaires
internationaux (Etats-Unis, Canada ...). En France, ce projet est mené depuis 2007 en collaboration
avec l’observatoire de Paris (GEPI, LESIA, LERMA et station de Nançay). Une chaine électronique
d\\’acquisition a été développée pour ce projet (BAORadio) et est aujourd\\’hui parfaitement
opérationnelle.
Nous avons obtenu un financement pour la construction à Nançay d\\’un petit réseau interférométrique comprenant 4 réflecteurs de petit diamètre (D = 5 m – crédits CS LAL/IN2P3 et CS Observatoire de Paris, projet PAON4). Ce réseau est actuellement en construction et constitue un prototype de test pour un réseau plus grand, dédié à l\\’observation des grandes structures et des BAO à 21 cm et à l\\’étude de l\\’Energie Noire. Nos partenaires chinois ont obtenu les financements nécessaires pour construire un tel interféromètre dédié à l\\’étude des BAO, qui utilisera la méthode de l\\’Intensity mapping : c\\’est le projet Tianlai, qui sera construit en Chine. Nous serons prochainement en mesure de démontrer le bon fonctionnement de notre chaine d\\’acquisition et de corrélation avec des observations interférométriques de sources radio. De plus, nous prévoyons de coupler PAON4 avec le réseau existant de type \\’Aperture Array\\’ EMBRACE, qui est un démonstrateur technologique du SKA et qui est installé à proximité, à des fins de tests et d\\’augmentation de la sensibilité. Ce travail en commun, complété par des simulations, nous permettra aussi de préparer les programmes d\\’Intensity mapping qui seront développés sur les futurs collecteurs de type \\’Aperture Array\\’ du SKA.
En parallèle, nous utilisons le grand radiotélescope de Nançay pour sa grande sensibilité, afin de tester
les méthodes d\\’Intensity mapping et les utiliser pour caractériser l\\’hydrogène neutre à z 0.2-0.3.
Ces activités de recherche et développement dans le domaine de la radioastronomie, complétées par
les programmes d\\’observation avec de grands radiotélescopes, constituent une démarche cohérente qui fait l\\’objet d\\’une pré-demande ANR soumise récemment.