– BINGO!

Comprendre la formation et l'évolution des galaxies est l'un des objectifs majeurs de la cosmologie moderne. Jusqu'à présent, les observations se sont concentrées principalement sur les grands échantillons de galaxies pour cartographier les structures et étudier la formation des galaxies proches et lointaines. En parallèle, les mesures récentes du fond cosmologique ont permis de déterminer avec une précision accrue les conditions à l'origine des structures cosmiques observées aujourd'hui. Les modèles prédisent que la matière noire perturbée par des fluctuations quantiques primordiales forme l'architecture de l'univers, un réseau cosmique de filaments et de murs de matière normale (baryonique) et de matière noire. Nous connaissons aujourd'hui les constituants primordiaux de la masse-énergie: 73% de matière noire, 23% de matière sombre, 1% de baryons dans les galaxies et 3% de baryons non détectés. Le prochain défi est la compréhension des processus physiques de la formation des galaxies et des structures et leurs interactions avec milieu entre les galaxies, appelé Milieu Intergalactique (MIG). Le MIG trace le réseau cosmique de matière dans l'univers, incluant la matière baryonique et la mystérieuse matière noire qui emplit l'univers. Le MIG est à l'origine de la formation des galaxies et les connecte entre elles ; il joue le rôle de réservoir au cours du temps, mais apparaît aussi profondément modifié par le phénomène de feedback de l'énergie, de la matière et des éléments chimiques. D'énormes progrès ont été faits ces dernières années qui ont abouti à un schéma cosmologique du développement avec le temps des galaxies et des structures. Toutefois, de nombreuses questions demeurent : comment les galaxies se forment-elles et comment interagissent-elles avec leur environnement ? Quand les premiers objets lumineux se sont-ils formés et quelle est leur nature ? Ces questions sont reliées de près à la quantité de baryons et de métaux dans l'univers à tout moment, et en particulier ceux contenus dans le milieu intergalactique. Une fois formées, les galaxies interagissent avec le MIG en y injectant des photons ionisants, des métaux lourds formés dans les étoiles et les supernovae, et en y générant des vents galactiques supersoniques. Les processus de feedback photo-ionisants (et photo-chauffants ), d'enrichissement en métaux, et de chauffage par chocs du MIG par les premières étoiles et les galaxies devraient avoir des implications importantes pour la formation des générations suivantes de galaxies. Nous proposons ici d'étudier l'histoire du contenu baryonique de l'Univers et les processus qui gouvernent l'évolution conjointe du milieu intergalactique et des galaxies. Pour cela nous proposons de mettre en commun les compétences de trois groupes spécialisés en France, pour développer et mettre en œuvre des techniques d'observation appropriées, des simulations spécifiques et de nouveaux instruments.