Simulation de la carte du rayonnement fossile observé par Planck avec superposition du satellite. © Esa

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L'instrument HFI de Planck n'observera plus le rayonnement fossile

ActualitéClassé sous :Astronomie , planck , HFI

Superbe succès pour la mission Planck. Bien que l'instrument HFI, mesurant les caractéristiques du rayonnement fossile, soit désormais en panne sèche d'hélium liquide, les cosmologistes ont pu grâce à lui boucler cinq campagnes d'observations, soit plus du double de ce qui était espéré. Il faudra attendre au moins 2013 pour savoir si les mesures confirment ou non certains modèles cosmologiques.

Le rayonnement fossile est une clé pour l'étude de la cosmologie. Il nous parvient aujourd'hui de régions qui se trouvent actuellement à plus de 45 milliards d'années-lumière de la Terre et sa température n'est que de 2,78 kelvins environ. Mais au moment où ce rayonnement a été émis il y a presque 13,7 milliards d'années, ces régions étaient portées à des températures de plusieurs milliers de degrés. L'univers observable était déjà très grand du fait de l'expansion plus rapide que celle de la lumière ayant dilaté l'espace dans ses tout premiers instants. 

Le rayonnement fossile est une sorte de carte d'identité de notre univers car selon sa forme, son âge et sa composition, les caractéristiques de ce rayonnement ne sont pas les mêmes. Il pourrait aussi garder la mémoire d'effet de gravitation quantique dans l'univers très primordial.

Récemment, des théoriciens de la cosmologie quantique à boucles, parmi lesquels se trouvent Martin Bojowald, ont par exemple eu la surprise de retrouver l'apparition du temps imaginaire du modèle de Hartle-Hawking dans leurs équations.


Une vidéo extraite du site Du Big Bang au Vivant avec des commentaires de Jean-Pierre Luminet et Hubert Reeves. © Groupe ECP, www.dubigbangauvivant.com/Youtube

Mais pour espérer surprendre ses traces de gravitation quantique, ou déterminer si l'univers est fini comme le pense Jean-Pierre Luminet, il faut mesurer finement les caractéristiques du rayonnement fossile et en faire une analyse patiente et minutieuse. Effectuer cette mesure est l'objectif de la mission Planck dont l'Esa vient d'annoncer qu'elle était déjà un succès remarquable, dépassant les espoirs des chercheurs.

Cinq couvertures du ciel pour Planck

L'un des instruments du satellite Planck s'appelle HFI. Pour mesurer le rayonnement fossile, il devait être refroidi à très basse température avec de l'hélium liquide. Cet hélium s'est désormais évaporé et si Planck continue à faire des mesures avec son autre instrument, LFI, l'essentiel de l'information recherchée n'est plus accessible.

Une vue d'artiste de Planck sur un fond en infrarouge montrant une partie de la Voie lactée vue par les instruments de Planck et Iras. © ESA, HFI Consortium, Iras

Les chercheurs sont tout de même enthousiastes. Deux campagnes d'observations de la voûte céleste complètes étaient espérées et au bout du compte, cinq ont été accomplies ! La quantité et la précision des informations que l'on pourra en tirer devraient donc être encore meilleures que prévues.

L'Esa avait déjà révélé une première carte intégrale du ciel et les premiers résultats astrophysiques de Planck ont été publiés. Mais il ne s'agit pas encore de résultats concernant le rayonnement fossile en lui-même et ses implications pour la cosmologie, ou de la physique au-delà du modèle standard. Il s'agissait de mesures concernant, par exemple, les amas de galaxies ou les fluctuations du fond diffus infrarouge. On commencera à en savoir plus au début de l'année 2013 mais bien du travail restera encore à faire. Une première publication complète des résultats de Planck n'est pas attendue avant 2014.

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