L’univers primordial cartographié par Planck

Capable de voir dans le domaine des micro-ondes, l’observatoire spatial européen Planck a balayé pendant 30 mois la totalité du ciel. Les données récoltées vont montrer aux astronomes l’aspect du Cosmos seulement 380.000 ans après le Big Bang.

 

Image d’artiste du satellite Planck. Crédit : ESA/C. Carreau

En astronomie, regarder loin, c’est aussi remonter le temps. Ainsi lorsqu’on observe une galaxie située à environ 3 millions d’années-lumière comme NGC 224 (aussi appelée galaxie d’Andromède) on la voit telle qu’elle était il y a 3 millions d’années, le temps que la lumière a mis pour nous parvenir.

Aux premiers temps du Cosmos
Imaginons maintenant regarder encore plus loin. Vraiment plus loin. Nous sommes alors confrontés au décalage vers le rouge. L’Univers étant en expansion, cet «étirement» provoque un décalage de la lumière visible vers le rouge puis l’infrarouge et même au-delà. Ainsi pour voir le Cosmos tel qu’il était seulement 380.000 ans après le Big Bang, nous scrutons une lumière qui est à plus de 13 milliards d’années-lumière de nous. Et là, le décalage arrive carrément dans le domaine des micro-ondes. Une lumière «affaiblie» qui bien qu’elle témoigne d’une température de 3.000 °C (juste avant c’était le milliard de degrés !) demande des instruments susceptibles de percevoir une température très proche du zéro absolu (-270 °C).

Schéma de l’instrument HFI, fruit d’une collaboration entre le CNRS et le CNES, l’agence spatiale française). Crédit : ESA/AEOS Medialab

Lancé en 2009 par une Ariane 5, le satellite Planck de l’Agence Spatiale Européenne est équipé d’un instrument appelé HFI (High Frequency Instrument) capable de détecter des températures d’à peine 0,1 °C au-dessus du zéro absolu. Aujourd’hui, l’instrument a épuisé comme prévu (et même en fonctionnant plus longtemps que ce qui avait été calculé) l’hélium qui le refroidissait. Mais en 30 mois il a accompli sa mission : balayer 5 fois l’intégralité du ciel afin de dresser une carte des infimes différences de températures qui existaient dans l’Univers primordial. Celles-ci sont en quelque des «grumeaux» dans la «soupe originelle» à partir desquels se sont amorcés des regroupements de matière qui ont abouti aux structures principales du Cosmos actuel telles les étoiles ou les galaxies.

L’intégralité du ciel par Planck dans le domaine des micro-ondes (après un an d’observation). Les données bleues proviennent essentiellement de sources très froides au sein de notre galaxie (vue par la tranche). Un important travail de tri des données sera nécessaire afin d’extraire uniquement le signal issu de l’Univers tel qu’il était 380.000 ans après le Big-Bang. Crédit : ESA/LFI & HFI Consortia

L’analyse des données demandera du temps, mais les résultats contraindront fortement les modèles cosmologiques et donc le scénario de la naissance de notre Univers !
La mission de Planck n’est pas pour autant terminée puisque son second instrument (LFI - Low Frequency Instrument) doit rester actif pour une grande partie de l’année 2012, complétant les données déjà acquises.

Publié le 18 janvier 2012