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| 14.05.09 |
Planck
Un satellite dédié à l'étude du bruit de fond cosmologique |
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Planck est un satellite dédié à l'étude du bruit de fond cosmologique,
c'est à dire le rayonnement fossile de la toute première lumière
de l'Univers, émise 380 000 ans après le Big Bang, il y a plus de
13 milliards d'années. Ce rayonnement est aujourd'hui observé dans
les ondes radio et correspond a une température légèrement inferieure
a 3K (-270°C).
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Cartes du fond diffus cosmologique obtenues par COBE (à
gauche) et WMAP (à droite).
On remarque la résolution spatiale bien meilleure de
WMAP.
Celle de Planck sera bien plus fine car, il est environ 50
fois plus sensible que WMAP et sa résolution angulaire
est de 5 min d'arc contre 15 min environ pour WMAP.
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Rayonnement fossile
On sait que ce rayonnement fossile n'est pas uniforme et que d'infimes
fluctuations de densité, de l'ordre du 1/100000ème de Kelvin y sont
présentes. Ces fluctuations de températures sont le résultat de
faibles variations dans la densité de l'Univers primordial, qui
ont plus tard donné naissance à la structure à grande échelle que
nous observons aujourd'hui. Pour mieux comprendre les mécanismes
qui ont initié la formation de ces premières structures, (amas de
galaxies) les scientifiques se doivent de mesurer avec la plus grande
précision ces fluctuations.
De COBE à WMAP
COBE a montré la voie en 1990 en traçant la première carte globale
de ce rayonnement fossile et révélant pour la première fois l'existence
de ces fluctuations. Ces mêmes fluctuations seront de nouveau mesurées
en 2003 par le satellite WMAP avec une résolution bien plus élevée.
WMAP qui a cartographié avec une résolution de 15 minutes d'arc
environ l'ensemble de la voûte céleste à cinq longueurs d'onde entre
20 et 90 GHz à permis d'estimer la valeur actuelle de plusieurs
paramètres cosmologiques, en particulier :
- L'âge de l'Univers : 13,7 milliards d'années environ ;
- La courbure de l'espace : compatible avec 0 (espace plat) ;
- La teneur en matière ordinaire (appelée baryons) : B = 4,4% ;
- La quantité de matière noire (matière de nature encore inconnue)
: 22,6% ;
- La densité d'énergie du vide (une forme d'énergie encore mal comprise)
: 73%
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Planck
Cinquante fois plus sensible que WMAP, Planck est la troisième mission
du genre. Son objectif est de réaliser la mesure 'ultime' de ces
fluctuations de température, à toutes les échelles angulaires jusqu'à
5 minutes d'arc environ, avec une précision limitée par les incertitudes
d'origine astrophysique, et non plus limitée par la sensibilité
de l'instrument.
Afin d'observer ce rayonnement dont la température n'excède plus
aujourd'hui 2,725 K (-270,435°C) et surtout dresser une carte ultra
précise de ses infimes variations (± 0,002°), Planck dispose d'un
système de refroidissement à six étages (trois passifs et trois
actifs) conçu pour maintenir son miroir principal à 60 K (-213°C),
les détecteurs de sa charge utile à 20 K (-253°C), 4 K (-269°C)
et même à 0,1 K (-273,05°C) pour les bolomètres de l'instrument
haute fréquence HFI.
Ce sera donc l'objet le plus froid jamais lancé dans l'espace. Le
succès de la mission repose dans la capacité du satellite à faire
des mesures aussi précises que possible en fonctionnant dans un
environnement proche du zéro absolu.
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