Le satellite Planck de l’ESA ( European Space Agency, Agence Spatiale Européenne) vient de délivrer une image exceptionnelle de l’intégralité du ciel provenant du premier relevé du ciel qui vient d’être achevé. Le satellite situé à 1,5 million de kilomètres de la Terre, observe le ciel dans neuf bandes de fréquence en utilisant deux instruments. L’instrument haute fréquence (HFI) de fabrication française couvre six bandes entre 100 et 857 GHz. L’instrument basse fréquence (LFI) de conception italienne couvre trois bandes entre 30 et 70 GHz.
Le premier relevé intégral du ciel par Planck a démarré mi-août 2009 et s’est achevé en juin 2010. Le satellite collectera des données jusqu’à début 2012 pour établir quatre relevés complets du ciel. Un premier ensemble de données sera rendu public en janvier 2011. Les principaux résultats cosmologiques demanderont près de deux années supplémentaires de traitement et d’analyse pour parvenir à un premier ensemble de données disponibles vers fin 2012.
L’image fournie par Planck met en évidence les deux sources de rayonnement du ciel les plus importantes dans le domaine des micro-ondes : le rayonnement fossile et la Voie lactée.
Le rayonnement fossile témoigne des premiers instants de l’Univers qu’il a traversé pendant près de 13,7 milliards d’années avant de nous parvenir. Les minuscules fluctuations de température du rayonnement fossile portent la trace des germes des grandes structures cosmiques qui se sont formées plus tard, comme les galaxies ou les amas de galaxies.
Au rayonnement fossile s’ajoute une brume de lumière d’avant-plan issue de notre Galaxie à partir du mélange de gaz et poussières qui remplit notre Voie lactée.
Les scientifiques ont développé un système dédié très sophistiqué d’analyse d’images qui utilise toute la finesse et la sensibilité exceptionnelles des images de Planck dans ces neuf bandes de fréquence.
Jean-Loup Puget, directeur de recherche du CNRS à l’Institut d’astrophysique spatiale explique que « le milieu interstellaire de la Voie lactée est composé de nuages de gaz et de poussières de différente composition, température, et densité. Les différentes phases du milieu interstellaire émettent dans des bandes de fréquences, des « couleurs » différentes ; ces signatures peuvent être utilisées pour séparer l’émission galactique, et donc pour les soustraire des images afin d’extraire le rayonnement fossile, de la même façon que le cerveau humain est capable d’isoler la voix d’une personne qui parle au milieu d’un groupe en pleine discussion. L’analyse de la composante interstellaire donnera des informations précieuses sur les mécanisme de formation des étoiles dans notre Galaxie.»
Plusieurs laboratoires ont participé à ces travaux. Par exemple le Centre de recherches sur les très basses températures, aujourd’hui Institut Néel (CNRS) et le Laboratoire de physique subatomique et cosmologie (LPSC : CNRS, Université Joseph Fourier, Institut Polytechnique de Grenoble) ont joué un grand rôle dans le développement de la cryogénie à respectivement 0,1K et 20 K . Le Laboratoire d’Astrophysique de Grenoble (LAOG : CNRS, Université Joseph Fourier, OSUG-OSU/INSU) et le Laboratoire d’études du rayonnement et de la matière en astrophysique (LERMA : CNRS, Observatoire de Paris, Université Cergy-Pontoise, UPMC, Ecole Normale Supérieure), ont apporté leur expertise dans la modélisation de l’instrument . Le Centre de Calcul de l’IN2P3-CNRS ( Campus de la Doua, Villeurbanne) a participe au traitement des données de Planck.
Pour en savoir plus : www.planck.fr
