BxB — Champs B interstellaires et modes B de l’inflation

Le magnétisme galactique et l’étude du fond diffus cosmologique en polarisation sont deux grands thèmes de recherche très actifs de l'astrophysique et de la cosmologie. Le projet BxB a l'ambition de réaliser des avancées majeures dans ces deux domaines en rapide évolution. En combinant observations (polarisation de la poussière, de l'émission synchrotron et rotation Faraday), simulations numériques et modélisation théorique, nous proposons de (1) construire le premier modèle 3D du champ magnétique ordonné dans le voisinage solaire, (2) d'obtenir une description statistique du milieu interstellaire (MIS) magnétisé, et (3) d'établir sur une base physique un modèle des avant-plans galactiques polarisés au fond diffus cosmologique. Un tel modèle est requis pour optimiser la séparation entre les polarisations Galactique et cosmologique, et quantifier les incertitudes dans la recherche des ondes gravitationnelles primordiales. Pour atteindre ces objectifs en temps opportun et dans un contexte compétitif, nous avons élaboré un programme bâti sur une combinaison unique de données et d’expertises. Notre plan de travail innovera l'état de l'art de la recherche sur ces questions dans trois directions. (i) Nous étendrons l'information 3D sur la structure en densité du MIS dans le voisinage solaire dérivée de grands relevés stellaires, y compris le relevé astrométrique de Gaia, à la cartographie du champ magnétique Galactique. (ii) Nous introduirons une nouvelle approche dans l'analyse des données et des simulations numériques, qui nous permettra de décrire de manière statistique la hiérarchie de structures, cohérentes et anisotropes, qui caractérisent le MIS magnétisé. (iii) Nous établirons un lien entre l'astrophysique des avant-plans polarisés et la quête des modes B primordiaux du CMB, un défi souligné dans la feuille de route française pour la science du CMB. Le projet BxB aura un impact durable sur l’étude du magnétisme Galactique, et une contribution essentielle à une grande question en cosmologie et physique fondamentale.