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Article.
Premiers résultats d'ensemble
obtenus par l'observatoire satellitaire européen
Planck
Jean-Paul Baquiast - 12/01/2011
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Le
11 janvier à Paris, la collaboration
Planck qui reçoit et interprète
les observations du satellite Planck, tout
récent observatoire spatial de l'ESA
dédié à l'observation
du fond de ciel, a publié une série
de résultats nouveaux qui modifient
profondément la connaissance non seulement
du CMB, Cosmic Microwave Backgroud, mais de
nombreux objets célestes intermédiaires
dans l'espace-temps entre le premier rayonnement
cosmique et la formation de notre galaxie.
Il s'agit de résultats scientifiques
de première grandeur qui honorent en
premier lieu les chercheurs et les techniciens
européens.
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Nouvelles
données provenant de l'observatoire Planck
de l'Esa. "Early Release Compact Source Catalogue"
Compilation
L'observatoire
orbital Planck de l'Esa avait été lancé
en mai 2009, conjointement avec l'observatoire Herschell.
Il a été positionné sur un point
de Lagrange, en équilibre gravitationnel entre
la Terre et le Soleil, à la distance de 1,5
million de km de la Terre. La mission doit en principe
se terminer vers la fin de 2013.
En
juillet 2010 la Collaboration Planck (équipe
internationale en charge du suivi et de l'exploitation
des données recueillies par le satellite) avait
publié une vue complète du ciel (Image
ci-dessous) prise dans les hyperfréquences
qui font partie du spectre des micro-ondes Rappelons
que le spectre des micro-ondes est défini approximativement
pour la plage de fréquences de 0,3 à
1000 gigahertz. Pour une fréquence d'utilisation
entre 1 GHz et 100 GHz, on emploie en général
le terme d'hyperfréquences, la plupart des
applications communes utilisant la gamme de 1 à
40 gigahertz.
Sur
l'image reconstituée présentée
en début d'article (ci-dessus), on voit la
Voie lactée dont le disque principal occupe
le centre de l’image. Au dessus et en dessous
de la Voie lactée, on remarque des filaments
de poussière froide qui sont le lieu de formation
de nouvelles étoiles. Planck y a décelé
de nombreuses zones où des étoiles sont
sur le point de naître ou entament leur cycle
de développement. Tout aussi intéressant
est l’arrière-plan, en haut et en bas
de l’image, caractérisé par un
aspect moucheté. Il s’agit du rayonnement
de fond cosmologique hyperfréquence (CMBR),
la plus ancienne lumière émise par l’Univers,
issue de la grande explosion (ou d'un phénomène
encore à définir) d’où notre
Univers a émergé il y a 13,7 milliards
d’années. Un des objectifs de Planck était
de prendre le relais à cet égard de
l'observatoire de la Nasa Wilkinson Microwave Anisotropy
Probe (WMAP) dont les images spectaculaires du rayonnement
cosmologique ont entretenu depuis son lancement en
2001 les hypothèses des cosmologistes pendant
des années et qui avait vieilli.
Planck
continue de cartographier l’Univers. Avant la
fin de sa mission en 2012, il aura balayé quatre
fois l’ensemble du ciel. La première diffusion
des données complètes sur le CMBR est
prévue en 2012. En attendant, vient d'être
publié le 11 janvier 2011 un Catalogue comportant
différents objets de la galaxie ainsi que des
galaxies lointaines. Si la Voie lactée montre
à quoi ressemble notre Univers proche à
l’heure actuelle, les hyperfréquences
le dévoilent à l’aube de sa création,
avant que n’existent les étoiles ou les
galaxies. C’est là que réside le
cœur de la mission Planck : décoder ce
qui s’est produit dans cet Univers primordial
en analysant l’arrière-plan moucheté.
Cette représentation fournie par les hyperfréquences
est l’empreinte du cosmos primitif à partir
duquel se sont formés les amas et les superamas
de galaxies actuels. Les couleurs correspondent à
d’infimes différences de température
et de densité de matière dans le ciel.
Pour une raison ou pour une autre, que les cosmologistes
aimeraient bien préciser (simple hasard ? ),
ces petites irrégularités se sont transformées
en régions plus denses qui ont donné
les galaxies actuellement observées.
Le
rayonnement CMBR couvre l’ensemble du ciel, mais
la majeure partie est cachée, sur l'image,
par l’émission de la Voie lactée,
qui devra être supprimée des données
définitives de façon numérique,
afin que le rayonnement hyperfréquences puisse
apparaître dans son intégralité.
Lorsque
ce travail sera terminé, Planck nous dévoilera
l’image la plus précise du rayonnement
hyperfréquence jamais obtenue. La grande question
sera alors de savoir si ces données révèleront
la signature cosmique de la période primordiale
supposée dénommée l’inflation.
Diverses hypothèses, aujourd'hui il est vrai
en partie discutée, évoque immédiatement
après le Big Bang une augmentation énorme
de la taille de l’Univers sur une très
courte durée.
La
nouvelle image (voir
animation et référence ci-dessous)
présentée par la Collaboration Planck
à partir du l0 janvier 2011 permet de mieux
analyser le fond diffus cosmologique, rayonnement
électromagnétique provenant de l'Univers
et qui frappe la Terre de façon quasi uniforme
dans toutes les directions. Il fait apparaître
notamment la poussière froide de notre galaxie,
les galaxies lointaines ou les électrons évoluant
dans les champs magnétiques. Ainsi Planck détecte
non seulement l'émission des poussières
dans notre Galaxie ou dans les Nuages de Magellan
proches mais aussi l'accumulation des émissions
de poussières présentes dans les autres
galaxies, jusqu'aux plus lointaines, notamment le
fond diffus infrarouge.
Celui-ci
est un rayonnement électromagnétique
d'une longueur d'onde supérieure à celle
de la lumière visible mais plus courte que
celle des micro-ondes. L'analyse de ces émissions
«parasites», nécessaire pour accéder
au rayonnement fossile, fournit des données
très précieuses et souvent inédites
sur ces objets. Les sources détectées
par Planck vont ainsi des fréquences radio
à l'infrarouge lointain ; elles comprennent
des nébuleuses denses et froides situées
dans des régions de formation d'étoiles
de notre galaxie, et des amas de galaxies supermassifs.
On y voit notamment des dizaines de clusters ou super-clusters
de galaxies mai identifiées jusqu'à
présent (voir pour plus d'informations à
ce jour le document de l'Esa Planck's new view of
the Cosmic Theatre cité dans les sources.
Précisons
que les poussières de l'espace profond identifiées
par Planck tournent sur elles-mêmes extrêmement
rapidement (des dizaines de milliards de fois par
seconde ! ?). Elles émettent des radiations
électromagnétiques du fait qu'elles
sont électriquement chargées. Ce sont
les heurts avec les photons et les atomes circulant
dans l'espace qui provoquent cette rotation, la plus
rapide jamais observée dans l'univers. Les
nouvelles données fournies par Planck permettront
de mieux distinguer les radiations ainsi émises
de celles provenant du CMB ou d'autres sources (voir
http://www.newscientist.com/article/dn19955-spinning-cosmic-dust-motes-set-speed-record.html).
La
prochaine publication de résultats est prévue
pour juillet 2013. Elle est d'ores et déjà
attendue avec impatience.
Sources
Document de l'Esa. Planck's new view of the Cosmic
Theatre . http://www.esa.int/esaCP/SEMK4D3SNIG_index_0.html
Animation tirée de ce document http://www.esa.int/esaCP/SEMK4D3SNIG_index_1.html
Article
de juillet 2010
http://www.esa.int/esaCP/SEMD4JRZ5BG_France_0.html
Communiqué du CNRS http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2072.htm
Planck Home page http://www.rssd.esa.int/index.php?project=planck
Le projet Planck http://public.planck.fr/
WMAP Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) http://map.gsfc.nasa.gov/mission/observatory.html
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