– BOSS

L'expansion accélérée de l'Univers a été mise en évidence pour la première fois en 1998, à travers des mesures de supernovae utilisées comme chandelles standards. Cette accélération a été attribuée à une énergie noire, dont la compréhension reste un enjeu majeur de la cosmologie. Nous proposons d'utiliser des mesures d'oscillations acoustiques de baryons (BAO) pour contraindre ses propriétés. Une des quatre méthodes étudiées par la Dark Energy Task Force américaine, les BAO ont les erreurs systématiques les plus faibles. Il s'agit de l'empreinte dans la matière des fluctuations du plasma baryons-photons primordial. Le pic correspondant dans la fonction de corrélation de la matière fournit un étalon de distance absolu (d'environ 150 Mpc). Ce pic a été observé pour la première fois par les relevés SDSS et 2dF en 2005, permettant la mesure de l'échelle de distance absolue à 4 % près. Le relevé SDSS se termine en 2008. Nous proposons d'utiliser son infrastructure pour effectuer le plus grand relevé spectroscopique à ce jour des structures à grande échelle. Une première cible comprendra les galaxies lumineuses rouges jusqu'à z ~0.7, sur 10 000 degrés carrés, soit un relevé de LRG dix fois plus important que celui de SDSS-2. Nous mesurerons aussi des quasars à z ~ 2.5, afin d'extraire de la forêt Lyman-alpha les corrélations de matières dans la zone 2 < z < 3, ce qui fournira une seconde mesure de l'échelle de longueur des BAO. Le but du survey est d'accumuler 1,5 million de spectres de LRG et 0,1-0,2 million de spectres de QSO. Ces données fourniront une mesure absolue de distance au niveau du pour cent, aussi bien transversalement (d_A(z)) que le long de la ligne de visée (H(z)). Le projet BOSS (Baryon Oscillations Spectroscopic Survey) s'est vu allouer la totalité du temps noir et gris du télescope de 2,5 m de l'APO après la fin du relevé SDSS-2. Des évolutions matérielles sont prévues (nouveau CCD afin d'élargir la couverture spectrale, et de mesurer des LRG jusqu'à z=0.8 et la forêt Lyman-alpha aussi bas que z=2, des nouveaux réseaux holographiques à plus haute efficacité, et des fibres plus fines, mieux adaptées aux cibles prévues et permettant d'en augmenter le nombre de 640 à 1000). Notre équipe a une grande expérience dans le traitement de données d'imagerie et de spectroscopie, dans l'analyse de la forêt Lyman-alpha, dans les simulations numériques et dans l'estimation des paramètres cosmologiques. Nous comptons, dans le cadre de BOSS, prendre en charge l'analyse Lyman-alpha: il s'agit d'une technique novatrice pour l'étude des oscillations de baryons, qui devrait améliorer grandement les contraintes que BOSS pourra placer sur l'énergie noire. Ce relevé sans précédent permettra également de nombreuses autres études, dans les domaines de la cosmologie, des grandes structures, des galaxies massives, des quasars, etc.