[News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Observation du ciel et technologies relatives...

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Michel
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[News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par Michel » 12/01/2011 - 0:00:14

Cela faisait 18 mois que la communauté scientifique attendait les données relevées par Planck, le satellite de l'Agence Spatiale Européenne. L'heure des premiers résultats scientifiques a sonné. La première édition du catalogue de sources compactes (ERCSC, Early Release Compact Sources Catalogue) a été publiée et présentée ce 11 janvier, avec plusieurs milliers de sources détectées par Planck.


Image
Cette image illustre la position dans le ciel de toutes les sources compactes, galactiques et extragalactiques,
détectées par Planck (ERCSC, Early Release Compact Sources Catalogue).


La mission Planck voit une très forte participation des laboratoires français du CNRS (INSU, INP3) et du CEA, qui ont travaillé dans le cadre du consortium HFI, instrument français dont Jean Loup Puget, de l'Institut d'Astrophysique Spatiale d'Orsay, est le responsable scientifique (PI) tandis que François Bouchet, de l'Institut d'Astrophysique de Paris, coordonne l'analyse scientifique des données. Ces équipes, soutenues par le CNES (l'agence spatiale française), ont joué un rôle de premier plan dans l'analyse des données de Planck, l'extraction des sources et leur observation avec des moyens complémentaires tels que le satellite XMM-Newton de l'ESA, et la construction de la première édition du catalogue de sources Planck.

Le CNES a accompagné très tôt le projet Planck par des études de recherche et développement, en coordonnant les efforts des équipes des laboratoires du CNRS, du CEA, et de l'industrie (Thales Alenia Space, Air Liquide). Son implication continue, en phase d'exploitation du satellite, par son support aux équipes scientifiques impliquées dans l'exploitation des données scientifiques.

L'objectif de Planck est de mesurer avec une précision inégalée le rayonnement cosmique fossile ou fond diffus cosmologique, la plus ancienne lumière émise dans l'Univers. En l'observant, Planck fournira une image de l'Univers tel qu'il était 380 000 ans environ après le Big Bang, il y a 13,7 milliards d'années. Ces observations donneront des informations uniques sur l'origine et l'assemblages des galaxies et amas de galaxies, et permettront de tester différentes hypothèses sur le déroulement des premiers instants qui ont suivi le Big Bang. Pour cela, le satellite balaie l'intégralité du ciel et fournit, avec une précision sans précédent, une cartographie des inhomogénéités de température et de polarisation du rayonnement cosmique fossile. Le satellite a d'ores et déjà terminé sa mission nominale d'acquisition de données de deux ciels complets. Les scientifiques espèrent acquérir les données de deux autres ciels avant la fin effective de la mission prévue début 2012.

De nombreux objets présents dans l'Univers émettent une lumière dans les mêmes longueurs d'onde que le fond diffus cosmologique, notamment la poussière froide de notre galaxie, les galaxies lointaines ou les électrons évoluant dans les champs magnétiques. Ainsi Planck détecte non seulement l'émission des poussières dans notre Galaxie ou dans les Nuages de Magellan mais aussi l'accumulation des émissions de poussières présentes dans les autres galaxies, jusqu'aux plus lointaines : le fond diffus infrarouge. L'analyse de ces émissions «parasites», nécessaire pour accéder au rayonnement fossile, fournit à la communauté scientifique des données très précieuses et souvent inédites sur ces objets.

Les sources détectées par Planck vont ainsi des fréquences radio à l'infrarouge lointain ; elles comprennent des nébuleuses denses et froides situées dans des régions de formation d'étoiles de notre galaxie, et des amas de galaxies supermassifs.

Les premiers résultats sont présentés depuis le 10 janvier par de nombreux scientifiques européens et américains à la Cité des Sciences de la Villette (Paris), et ce jusqu'au vendredi 14 janvier.

Une exposition Planck est également installée à la Cité des Sciences, permettant au public et visiteurs de la Cité de se familiariser avec l'intégralité du projet : son origine, ses missions, ses objectifs, ses acteurs. Le nouveau film contenant le ciel vu par Planck y est projeté en exclusivité dans le planétarium.

Enfin un ensemble de conférences et une table ronde Planck, «une fenêtre sur l'Univers», d'entrée libre, seront organisés le samedi 15 janvier de 15h à 18h à la Cité, permettant ainsi au public de connaitre plus en détail le projet Planck, les derniers résultats scientifiques, et de poser des questions aux scientifiques présents, sur la mission, ses objectifs, et la cosmologie en général.


Source: CNRS
Illustration: © ESA/ Planck Collaboration

passant
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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par passant » 12/01/2011 - 9:21:42

Michel a écrit :

Image
Cette image illustre la position dans le ciel de toutes les sources compactes, galactiques et extragalactiques,
détectées par Planck (ERCSC, Early Release Compact Sources Catalogue).


Que représente cette face de l'image ? C'est écrit dessous certes mais...
bonjour

Jayxee
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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par Jayxee » 12/01/2011 - 9:38:55

Ça représente là où il y a de la matière (Gaz, poussière, solide, planètes etc...) qui n'est pas chauffée à blanc comme dans une étoile.
En effet, dans le domaine visible, tu voit seulement les trucs super chaud qui émettent dans le visible... un endroit de l'univers avec plein de matière froide (nuage de poussière ou planète) apparait comme un endroit noir (un peu comme vide) du fait que ca absorbe bien plus la lumière que cela ne la transmet (on ne vois pas les étoiles qui sont derrière).

En revanche, cette matière "froide" émet en infrarouge, et est donc visible à ces longueurs d'ondes.

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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par passant » 12/01/2011 - 10:02:11

Jayxee a écrit :
Ça représente là où il y a de la matière


Merci Jayxee mais ce qui m'intrigue c'est la forme de cette face, comme si le satellite avait pu photographier extérieurement l 'Univers dans sa globalité. Ce ballon de rugby que représente-t-il de l'Univers ? Pourquoi des limites extérieures puisque le satellite est dans l'Univers.
bonjour

Victor
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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par Victor » 12/01/2011 - 11:57:46

Non en fait c'est bien une projection sphérique en forme ovale... NB il doit y avoir de sacrées distorsions aux pôles galactiques puis l'équateur galactique est bien visible par une grosse densité d'objets
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais : Cherche encore !

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QJ
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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par QJ » 12/01/2011 - 13:58:33

Je vais me risquer à une explication, en espérant que quelqu'un plus doué que moi corrigera mes éventuelles erreurs: :bon:

La forme ovale le contenant:
Planck est situé au point de Lagrange L2, la sphère représente l'ensemble du ciel vu par le satellite.
Le satellite regarde dans toutes les directions (Simplifions, pour un humain: Devant lui, derrière, en "haut" en "bas".)
Il scrute la totalité du ciel et la forme ovale, c'est... Comment dire... La mise à plat du ciel.
Ainsi la ligne horizontale "au milieu" doit représenter le centre galactique (notre galaxie).

Le contenu, l'intérieur de la sphère:
Là je suis moins sur, mais si je comprends bien, il s'agit d'un "photo montage" (Pour simplifier) des négatifs des mesures
prises par Planck.
J'explik, enfin... J'essaie:
Ce satellite mesure le rayonnement que produisait l'univers lorsqu'il avait 380.000 ans. Ensuite on prends le négatif de cette photographie (De cette mesure en fait), et l'on voit apparaitre les objets qui bloquent le rayonnement mesuré.
Reste à comparer avec des photographies prisent dans le visible, dans le proche infra-rouge, l'UV si on s'ennuie, les X-rays , etc, etc.

Apparait alors des objets jamais répertoriés, ou très mal répertoriés.
Donc dans le cas présent, ce n'est pas le rayonnement en lui-même mais bien son absence par ce qu'il nous montre qui est intéressant.

Vwala j'espère ne pas être à côté de la Planck^H^H^H^H^Hplaque. ;)
L'esprit c'est comme un parachute: s'il reste fermé, on s'écrase. -Franck Vincent Zappa-

kace
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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par kace » 12/01/2011 - 14:56:35

L'ovale est une projection plane de l'ensemble du ciel (et qui couvre donc toutes les directions, et pas seulement la moitié du ciel, comme ce qu'on voit depuis le plancher des vaches car la terre masque toute la moitié en dessous du sol).

On voit sur l'image :
- globalement, on voit tout ce qui rayonne dans l'infrarouge lointain, c'est à dire les sources très "froides" (à vue de nez entre 0,1°K et ~100°K, soit de -273°C à -150°C environ). Donc on voit essentiellement les nuages de gaz froids (ie pas trop chauffés par des étoiles proches), des objets ponctuels (les points rouges) qui émettent dans ces fréquences (notamment qques types particuliers d'étoiles, des restes d'étoiles mortes, ... : je connais peu ce point, pas à même d'en dire plus) et le rayonnement de "fond diffus cosmologique" (cf explications plus loin)
- la barre horizontale très visible au milieu est le plan de notre galaxie, plan dans lequel se trouvent de nombreux nuages de gaz et des objets ponctuels (cf les points rouges)
- et loin de ce plan, donc en haut et en bas de l'image, on voit (pas très bien sur cette image) 2 zones un peu tâchetés : c'est le fond diffus cosmologique (et c'est la principale raison d'être de ce satellite) : en gros, ~380 000 ans après le big bang, l'univers est devenu suffisamment froid (~3000°C) pour devenir rapidement transparent, et la lumière qui était avant en équilibre thermique avec la matière (à 3000°C donc) a été "libérée", elle s'est mise à circuler librement dans l'univers, dans toutes les directions. Avec l'expansion de l'univers, cette lumière à 3000°C a subi un "décalage vers le rouge" (sorte d'effet Doppler lié à l'expansion) et est aujourd'hui une lumière thermique à 2,7°K, que l'on appelle "fond diffus cosmologique" et que l'on observe dans toutes les directions, de manière quasi-uniforme. Planck mesure très finement cette lumière et ses infimes variations de température selon la direction (variations de 0,00001°K seulement !), ainsi que sa polarisation : cela permet de mieux comprendre comment était l'univers 380 000 ans après le big bang, ce qui est évidemment une information cruciale pour bien comprendre en détails ce qui se passait à cette époque et avant (et donc essayer de mieux comprendre le big bang lui-même ...) !

Pour mieux comprendre les détails :
- la lumière en équilibre thermique à une température donnée (ex : des braises à ~800°C sont rouges, le soleil à ~6000°C est jaune, un corps à 300°C émet dans l'infrarouge proche), appelée "spectre du corps noir" : http://fr.wikipedia.org/wiki/Corps_noir
- le fond diffus cosmologique : http://fr.wikipedia.org/wiki/Fond_diffus_cosmologique, avec en haut à droite une belle image où on ne voit que le fond diffus, après "soustraction" (longue et difficile) de la lumière de notre galaxie (photo reconstituée avec les données du précédent satellite, WMAP)
- et pour les anglophones, le lien sur le fond diffus cosmologique est plus complet, et explique plus en détails ce que cherche à mesurer Planck sur les anisotropies du fond diffus et sa polarisation : "Primary anisotropy" dans http://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_mic ... _radiation

Bonne lecture !

passant
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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par passant » 12/01/2011 - 15:55:48

Ok ! merci à Tous.
bonjour

passant
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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par passant » 12/01/2011 - 16:11:31

kace a écrit :
- la barre horizontale très visible au milieu est le plan de notre galaxie


De ce que je connais de notre position dans la galaxie notre système solaire serait vers le bas à gauche de notre galaxie bien qu'à priori notre système solaire se déplace dans la galaxie, mais alors selon cette photo peut-on imaginer par cette barre horizontale, plan de notre galaxie, la position de notre système solaire ?
bonjour

Victor
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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par Victor » 12/01/2011 - 16:36:03

Désolé passant c'est une vision depuis notre système solaire donc on peut pas être dans la photo puisque elle est prise à 10 millions de km de la terre
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais : Cherche encore !

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buck
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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par buck » 12/01/2011 - 17:18:01

En fait pas tout a fait vrai victor. Si tu prends un cliche a 360degre d'un point fixe dans l'histoire tu verras nos trognes sur l'image, fortement hors focus mais on y sera
En fait Planck est sur le L2 c'est a dire un point stable gravitationnellement ou le satellite est aligne avec la terre et le soleil, la terre occultant le soleil afin d'avoir le moins de perturbations (temperature et grav) sur les mesures.
En plus le satellite pointe vers l'exterieur du systeme. Ce point decrit en un an une revolution complete autour du soleil, et de part son orientation le satellite ne voit jamais la terre ou le soleil.
Donc on n'est pas sur la photo. Par contre Jupiter mars ... oui.
Sauf que le satellite regarde sur le fond cosmique c#est a dire tres loin, et donc les objets proche ne sont pas visible (approche une aiguille de ton oeil et regarde au loin tu ne verra pas l'aiguille
"Le soleil, avec toutes ces planetes qui gravitent sous sa gouverne, prend encore le temps de murir une grappe de raisin, comme s'il n'y avait rien de plus important. " Galilee

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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par kace » 12/01/2011 - 17:24:00

Pour en passant :

Prenons une analogie : la galaxie est un oeuf sur le plat ;-)
Le noyau de la galaxie est le jaune d'oeuf, le disque est le blanc d'oeuf.
Notre système solaire est qque part dans le disque, à peu près à mi-chemin entre le jaune et le bord du blanc (un peu plus près du bord en fait, mais pas de bcp).
Rappel : le soleil tourne en effet autour de la galxie, mais ça prend ~300 millions d'années ... A une échelle de temps humaine (< un siècle, voire qques millénaires si on parle de l'humanité), on peut considérer qu'on est immobiles !

De là où on est, on voit du blanc d'oeuf tout autour de nous, sur 360°, et le jaune d'oeuf dans une direction donnée : le centre galactique.
De même, le satellite voit le disque de la galaxie tout autour de lui, sur 360° (mais là encore, depuis le plancher des vaches, on n'en voit que la moitié bien sûr, l'autre moitié étant masquée par la terre. Le satellite, lui, voit bien tout le ciel sur 360° car il est très loin de la terre (1,5 millions de km !). Au passage, ce disque tout autour de nous est ce qu'on peut voir par une belle nuit d'été : la Voie Lactée !
Dans tout ça, sommes-nous en bas à gauche de l'oeuf ? Oui et non : tout dépend d'où on regarde ! Admettons que tu regardes ton oeuf par au-dessus est que le soleil est vers le bas à gauche : ok, mais si tu tournes la tête (ou la poile à frire), le soleil peut être où tu le souhaites, en haut à droite par exemple ;-). Tout est relatif ...

Enfin, comment comprendre l'image intuitivement ?
Je crois bien que le centre galactique est au centre de l'image, et la direction opposée est aux bords droit et gauche de l'image (ou l'inverse, mais ça ne change pas grand chose). Et le dessus de la galaxie est le haut de l'image, tandis que le dessous est le bas de l'image (idem, ça peut être l'inverse, car il n'y pas vraiment un dessus et un dessous).
En gros, il faut imaginer que l'image se replie sur toi de la façon suivante : tu étires le haut vers le dessus de ta tête et le bas sous tes pieds, et tu refermes les bords droit et gauche derrière toi. Ainsi, devant il y a le centre galactique, tout autour de toi à l'horizontal et sur 360°, il y a le plan de la galaxie, et au-dessus et en dessous, tu regardes en dehors de la galaxie et tu vois essentiellement le fond cosmologique.

En espérant avoir été le plus clair possible ;-)

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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par cisou9 » 12/01/2011 - 18:43:04

:_salut:
Pour la représentation ovale, revenez à vos petites classes d'école ou la Terre sphérique était représentée par un ovale pour que tous les continents soient visibles. ;)
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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par bongo1981 » 12/01/2011 - 19:34:23

Et oui ça s'appelle une projection de Mercator

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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par bwergl » 12/01/2011 - 22:50:23

je suis curieux de voir si cela précisera les modèles d'inflation cosmique

a+

(edit, j'ai retiré la question sur la nucléosynthèse avant de voir la réponse de kace, mais merci)
Dernière modification par bwergl le 12/01/2011 - 23:01:05, modifié 3 fois.

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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par kace » 12/01/2011 - 22:58:58

Le big bang n'a pas eu le temps de produire les atomes au delà du lithium (et encore, en proportion marginales, genre 10^-8 de mémoire) : il faisait chaud en effet, mais pas longtemps et la fusion s'est arrêtée globalement à "un peu" d'hélium.
En gros, la théorie prévoit parfaitement les abondances d'hydrogène, de deutérium et d'hélium 3 et 4, et pas trop mal pour le lithium (et bien pour le rese :rien !). Le lithium reste très disputé : l'abondance prévue n'est pas tout à fait respectée, d'où débats difficiles (mais à côté de ça, il réagit fortement dans les étoiles, donc son abondance a évolué post big-bang ..., et son abondance est par ailleurs difficile à mesurer)

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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par passant » 13/01/2011 - 0:21:32

kace a écrit :
En espérant avoir été le plus clair possible ;-)



Merci Kace pour tes explications en ce qui me concerne et pour d'autres personnes peut-être... Je constate cependant dans la discussion que cette image si elle demande à être expliquée pour... elle est très parlante pour les spécialistes. Bravo !
bonjour

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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par passant » 13/01/2011 - 0:46:07

kace a écrit :
Ainsi, devant il y a le centre galactique, tout autour de toi à l'horizontal et sur 360°, il y a le plan de la galaxie, et au-dessus et en dessous, tu regardes en dehors de la galaxie et tu vois essentiellement le fond cosmologique.


Après avoir imaginé ce que tu as gentiment expliqué comment voir dans l'image ce dehors de la galaxie et pour voir le fond cosmologique...

Vous les spécialistes vous voyez par interprétations premièrement le dehors de la galaxie puis le fond cosmologique ?
bonjour

kace
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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par kace » 13/01/2011 - 9:22:10

passant a écrit :
kace a écrit :
Ainsi, devant il y a le centre galactique, tout autour de toi à l'horizontal et sur 360°, il y a le plan de la galaxie, et au-dessus et en dessous, tu regardes en dehors de la galaxie et tu vois essentiellement le fond cosmologique.


Après avoir imaginé ce que tu as gentiment expliqué comment voir dans l'image ce dehors de la galaxie et pour voir le fond cosmologique...

Vous les spécialistes vous voyez par interprétations premièrement le dehors de la galaxie puis le fond cosmologique ?


Le plan de la galaxie contient plein de matière, une sorte de "brouillard" qui cache ce qui est derrière. Au contraire, quand tu regardes là où il y a peu de brouillard (vers le dessus et le dessous de la galaxie, et non pas dans le plan de la galaxie très brumeux), tu vois ... ce qui est derrière le brouillard : le fond cosmologique (et dans une moindre mesure un peu les autres galaxies et amas de galaxies)

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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par passant » 13/01/2011 - 9:47:16

Ok, merci Kace.
bonjour

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Re: [News] Le satellite PLANCK livre ses premiers résultats

Message par bongo1981 » 13/01/2011 - 9:59:39

Pour compléter un peu ce qu'a dit kace, l'image que l'on a de Planck se fait en 1 an environ, puisque la sonde nous tourne constamment le dos, et il lui faut un an pour faire le panorama du ciel (sur le point de Lagrange L2 qui tourne autour du soleil en 1 an).

Une fois cette image obtenue, c'est une donnée brute. Il faut la retraiter, et c'est ce qui est le plus long à faire. En effet, il faut localiser les sources à ces longueurs d'onde, et les soustaire des données brutes. Cela peut correspondre au centre de la galaxie qui est très très active, certaines sources radio extragalactiques (pulsar, radio galaxie etc...).

Une fois que tout cela a été fait, il faut encore soustraire le dipôle (en fait c'est un effet cinématique dû au mouvement de la terre autour du soleil, du soleil dans la galaxie, et de la galaxie dans son amas, et de l'amas etc... donnant un mouvement global par rapport au rayonnement fossile (et comme les données sont prises sur un an, il faut la prendre en compte dans les données brutes).

Une fois toutes ces données extraites, l'on peut enfin étudier les données de Planck sur le Big Bang (inhomogénéité de température + polarisation [ça c'est tout nouveau]). Et encore ça c'est le niveau de traitement de WMAP, qui ne prend pas en compte l'effet Sachs-Wolfe (régions peu denses induisant un rayonnement fossile reçu plus froid, donc données non cosmologiques).

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