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Le rayonnement fossile, aussi appelé Cosmic Microwave Background ou CMB, est la lumière la plus vieille du monde et les cosmologistes l’analysent aujourd'hui à partir de sa carte sur la sphère céleste dressée par le satellite Planck.
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Le rayonnement fossile, aussi appelé Cosmic Microwave Background ou CMB, est la lumière la plus vieille du monde et les cosmologistes l’analysent aujourd'hui à partir de sa carte sur la sphère céleste dressée par le satellite Planck.
Une question se pose naturellement. Comment peut-on être sûr de ce que vont nous dire les observations de Planck sur le rayonnement fossile ? Abordons le problème des avant-plans.
Après tout, entre la surface de dernière diffusion et nous, toutes sortes de choses ont pu arriver aux photons. Plusieurs processus astrophysiques, ne serait-ce que dans la Voie lactée, produisent un bruit de fond qui se superpose à la courbe du corps noir du CMB. C'est bien sûr un problème important mais les Planckiens, comme on appelle les membres de la collaboration Planck, répartis dans plusieurs laboratoires, en Europe et ailleurs, s'en sont beaucoup préoccupés. La tâche est effectivement difficile, on peut la comparer à la tentative d'isoler la conversation de deux personnes dans le brouhaha d'un cocktail. Dans le cas du CMB, on trouve ce qu'on appelle les avant-plans, parmi lesquels on peut citer :
L'une des stratégies pour soustraire ces rayonnements, qui donne d'ailleurs des informations utilisables sur la Galaxie elle-même, consiste à effectuer des mesures dans 9 bandes de fréquences s'étendant de 30 GHz à 900 GHz environ.
Comme le montre le schéma ci-dessous, les différentes contributions sont dominantes ou négligeables par rapport à la courbe de corps noir du CMB. En combinant les différentes cartes par bande de fréquence et en utilisant le fait que l'émission de chaque composante dépend de la fréquence d'une manière caractéristique, on parvient à séparer le rayonnement CMB et les avant-plans.
En outre, la répartition dans l'espace de ces différents rayonnements n'est pas uniforme et elle est clairement liée au disque et au bulbe de la Voie lactée.
On peut aussi utiliser ce genre d'informations relatives à la morphologie des différents avant-plans pour aider à les distinguer. On a ainsi développé de puissantes méthodes qui permettent de décomposer les images que fournira Planck en ces différentes composantes sans même parfois avoir besoin de modéliser exactement ces contributions, ce qui permet de ne pas dépendre d'hypothèses difficilement contrôlables.
Une carte des avant-plans vus par Planck a été rendue publique, la voici.