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Planck a achevé sa mission après 1.554 jours dans l’espace

ActualitéClassé sous :Univers , planck , rayonnement fossile

Après l'arrêt de l'instrument HFI devenu trop chaud pour étudier le rayonnement fossile, l'instrument LFI de Planck a poursuivi des observations de la voûte céleste pendant presque 600 jours. La mission Planck s'est finalement terminée le 14 août 2013. On attend avec impatience la publication des nouveaux résultats des analyses du rayonnement fossile par les membres du consortium Planck pour 2014. Ils porteront entre autres sur une recherche d'une preuve de l'inflation, via la polarisation du fond diffus cosmologique.

Une image extraite d'un poster de la mission Planck. La sonde est représentée en bas à gauche, et en arrière-plan, on voit une portion de l'image brute de la voûte céleste qu'elle a enregistrée. Les symboles en haut à droite sont des paramètres cosmologiques, notamment les densités de matière ou la constante de Hubble, que l'on peut déduire des données de Planck. Bien que la mission soit terminée depuis le 14 aout 2013, l'un des instruments de Planck a continué à fonctionner jusqu'à cette date alors qu'un autre était arrêté depuis 2012. On devrait en savoir plus sur ces paramètres en 2014. © Esa

En mars 2013, le satellite Planck nous a montré le nouveau visage de l'univers observable déduit des mesures du rayonnement fossile qu'il a effectuées depuis le point de Lagrange L2 du système Terre-Soleil. Sans apporter de révolution, comme l'aurait par exemple été la découverte d'une preuve du modèle d'univers fini de Jean-Pierre Luminet et ses collègues, ce nouveau visage a quelque peu surpris les chercheurs.

Par bien de ses aspects, il est conforme à de multiples prédictions de la théorie de l'inflation. Mais il présente aussi de curieuses anisotropies qui ne devraient pas être là. En dilatant très fortement l'espace peu après le Big Bang, l'inflation devrait avoir lissé fortement des différences dans la structure de l'espace et la distribution de son contenu. On ne sait pas encore ce que cela signifie, si cela pointe en direction d'une nouvelle physique ou s'il s'agit simplement d'une anomalie statistique improbable mais néanmoins possible.

HFI et LFI, les deux instruments de Planck

Ces mesures du rayonnement fossile, Planck les a faites à l'aide de deux instruments. Le plus important était sans doute l'instrument haute fréquence HFI qui observait le ciel dans les domaines submillimétriques et infrarouge lointain. Il ne pouvait fonctionner correctement qu'à la température extrême de -273,05 °C, soit seulement 0,1 degré au-dessus du zéro absolu. Il a fallu pour cela construire un système de refroidissement très efficace. Mais les réserves de gaz utilisées pour son fonctionnement se sont épuisées début 2012 et, depuis, HFI a été arrêté. Il a tout de même permis aux chercheurs de faire presque cinq couvertures du ciel au lieu des deux initialement prévues.

Le satellite Planck n’a pu faire ses observations du rayonnement fossiles qu’à l’abri des émissions thermiques du Soleil, de la Terre et de la Lune. Pour cela il a été mis en orbite autour du point de Lagrange L2. Mais ce point n’est en fait pas vraiment stable de sorte que Planck devait effectuer, grâce à des réajustements réguliers, des orbites en forme de courbe de Lissajous (que ne montre pas cette illustration) à environ 400.000 km de L2 pour rester dans l’ombre de la Terre. Pour éviter qu’il ne retombe un jour sur la Terre, ou bien qu’il gêne une autre mission autour de L2, on envisage de l’envoyer sur une autre orbite ou même de le faire s’écraser sur la Lune.

Le satellite Planck n’a pu faire ses observations du rayonnement fossiles qu’à l’abri des émissions thermiques du Soleil, de la Terre et de la Lune. Pour cela il a été mis en orbite autour du point de Lagrange L2. Mais ce point n’est en fait pas vraiment stable de sorte que Planck devait effectuer, grâce à des réajustements réguliers, des orbites en forme de courbe de Lissajous (que ne montre pas cette illustration) à environ 400.000 km de L2 pour rester dans l’ombre de la Terre. Pour éviter qu’il ne retombe un jour sur la Terre, ou bien qu’il gêne une autre mission autour de L2, on envisage de l’envoyer sur une autre orbite ou même de le faire s’écraser sur la Lune. © Esa

L'Esa vient d'annoncer que l'autre instrument équipant Planck LFI a continué à travailler jusqu'au 14 août 2013, date à laquelle le satellite Planck a achevé ses observations après 1.554 jours dans l'espace. LFI observait lui dans le domaine radio, celui des basses fréquences donc. Bien que lui aussi nécessite un refroidissement, les contraintes de températures sur son fonctionnement étaient moins drastiques. Il a donc permis aux « Planckiens », les membres de la mission Planck, de réaliser huit couvertures du ciel.

En attente d'une preuve de l'inflation pour 2014

Rappelons que pour observer le rayonnement fossile, on doit tenir compte du fait qu'il est partiellement noyé dans d'autres rayonnements comme celui des poussières de la Voie lactée ou les émissions synchrotrons des électrons dans les champs magnétiques de notre Galaxie. Pour supprimer ces avants-plans, il fallait faire des observations dans différentes bandes de fréquences. Si HFI permettait d'avoir véritablement accès au rayonnement fossile, les observations de LFI étaient précieuses pour permettre les analyses des mesures de HFI. Enfin, ce qui est du bruit pour les cosmologistes à la recherche du rayonnement fossile, constitue une information précieuse pour les astrophysiciens étudiant les galaxies. Les 600 jours d'observation supplémentaires de LFI vont donc permette tout à la fois d'augmenter la précision des mesures des paramètres proprement cosmologiques mais aussi de faire progresser la compréhension du monde des galaxies.

L'étude des données de Planck n'est donc pas finie. En particulier, les chercheurs sont sur la piste des fameux modes B qui eux seuls pourraient permettre d'avoir une preuve définitive de la théorie de l'inflation. On devrait en savoir plus dans le courant de l'année 2014, lorsque les Planckiens publieront de nouveaux articles sur arxiv portant sur les 29 mois d'observations communes de HFI et LFI.

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