Mission
Selon les modèles actuels, la matière baryonique constitue environ 5% du contenu de l’univers. Cette matière, constituée de particules « ordinaires », doit pouvoir en principe être détectée, soit en émission, soit en absorption de sources d’arrière-plan. Or, quelles que soient les observations effectuées et les méthodes pour en dériver la masse de la matière baryonique détectée, les galaxies ne rendent compte que de la moitié de la quantité attendue.
Il est donc admis qu’une large fraction de la matière baryonique de l’univers se situe en dehors des galaxies, probablement sous forme d’un milieu peu dense et chaud (de l’ordre de 100 000 K), appelé WHIM (Warm Hot Intergalactic Medium). Les simulations suggèrent une structuration en filaments du WHIM.
Comparaison d’une image du proto-amas de galaxie SSA22 obtenue avec l’instrument Cosmic Web Imager à l’Observatoire du Mont Palomar avec une simulation. Trois filaments de gaz tombant vers le proto-amas sont visibles (flèches). Crédit : Christopher Martin, Robert Hurt
En outre, ce milieu intergalactique interagit avec les galaxies, par le biais d’échanges de matière : la matière tombe vers les galaxies et les alimente le long de ces filaments, et à l’inverse les galaxies émettent des jets et des vents, issus notamment de l’activité de leur trou noir central et de l’explosion des supernovæ. Ces interactions sont suspectées de jouer un rôle essentiel dans l’évolution des galaxies. En particulier, elles sont suspectées de réguler le taux de formation stellaire, ce qui pourrait expliquer la chute observée mais inattendue de ce dernier à l’époque contemporaine. L’observation et la caractérisation du milieu circumgalactique – vitesses, températures… - sont ainsi des objectifs prioritaires de l’astronomie.
A ce jour, quelques rares détections d’ions OV, OVI, OVII en absorption sur des quasars lointains ont été extraites d’observations HST/COS et Chandra. Leur appartenance au WHIM n’est pas totalement établie cependant. La recherche des baryons en absorption est de toute façon limitée par le nombre limité de quasars utilisables.
Fireball est conçu pour rechercher l’émission des baryons via les raies Ly alpha et OVI dans les régions circumgalactiques à bas redshift. Il réalisera la spectro-imagerie dans la fenêtre à 200 nanomètres accessible depuis la stratosphère de régions jugées favorables selon des critères qui ont été définis par d’intenses simulations (ANR !BINGO).
L’expérience permettra également de valider l’idée, le concept et les technologies (notamment détecteur) d’une mission spatiale dédiée et plus ambitieuse, déjà proposée auparavant à la NASA (ISTOS, MIGAL), et probablement reproposée au prochain appel NASA.
