Résultats

Résultats clés

  • Planck fournit des valeurs plus précises aux paramètres cosmologiques

  • Planck apporte la carte la plus détaillée à ce jour du Fond Diffus Cosmologique

  • Des contraintes fournies par Planck sur la Ré-ionisation de l’Univers

  • Planck cartographie le champ magnétique de la Voie Lactée

Planck fournit des valeurs plus précises aux paramètres cosmologiques

Paramètres cosmologiques

Les observations du satellite Planck du Fond Diffus Cosmologique ont permis d’affiner les valeurs des paramètres cosmologiques. En 2018, en prenant en compte l’ensemble des données obtenues par les instruments du satellite, la collaboration Planck, N. Aghanim et al. (2020), Planck 2018 results VI. Cosmological parameters, fournit des valeurs pour les paramètres cosmologiques tels que la densité de baryons, la densité de matière noire, la densité d’énergie sombre, l’âge de l’Univers, etc.. En 2024, des valeurs plus précises encore sont publiées à partir des données les plus récentes du satellite Planck, la data release PR4. Ces nouvelles valeurs sont décrites dans l’étude de M. Tristram et al. (2024) : Cosmological parameters derived from the final Planck data release (PR4).

Inflation cosmique

Les données du satellite Planck confortent également la réalité de la survenue d’un épisode d’inflation cosmique aux débuts de l’Univers, renforçant le modèle standard de l’évolution de l’Univers, comme le montre la publication de la collaboration Planck, Y. Akrami et al. (2020) : Planck 2018 results X. Constraints on inflation.

Pour aller plus loin :

 

Planck apporte la carte la plus détaillée à ce jour du Fond Diffus Cosmologique

En combinant les données des satellites WMAP et Planck, l’équipe de J. Bobin et al. (2014) : Joint Planck and WMAP CMB map reconstruction, a construit la carte la plus détaillée du Fond Diffus Cosmologique au début de la mission du satellite Planck. Par la suite, à mesure que se sont accumulées les données du satellite, des cartes encore plus précises ont été publiées.

Carte des températures du Fond Diffus Cosmologique construite à partir des données du satellite Planck
Carte des températures du Fond Diffus Cosmologique construite à partir des données du satellite Planck. Les fluctuations visibles sur cette carte sont liées aux anisotropies de l’Univers, présentes dans sa structure alors qu’il n’avait que 380 000 ans © ESA and the Planck Collaboration

Pour aller plus loin :

 

Des contraintes fournies par Planck sur la Ré-ionisation de l’Univers

Le satellite Planck de l'ESA a révélé que les premières étoiles de l'Univers ont commencé à se former plus tard que ce que les observations du fond cosmologique indiquaient. Cette analyse montre aussi que ces étoiles étaient la seule source nécessaire pour rendre compte de la ré-ionisation des atomes dans le cosmos, avec la moitié du processus déjà fait lorsque l'Univers n'avait que 700 millions d'années.

Ré-ionisation cosmique
Ré-ionisation cosmique © ESA – C. Carreau

Les observations des galaxies très éloignées abritant des trous noirs super massifs indiquent que l'Univers a été complètement ré-ionisé à l'âge de 900 millions d'années. Le point de départ de ce processus est néanmoins bien plus difficile à déterminer et a été le sujet de vives discussions ces dernières années.

Carte de polarisation du Fond Cosmologique (Cosmic Microwave Background)
Polarisation du Fond Cosmologique (Cosmic Microwave Background) © ESA et la Collaboration Planck

Une première estimation de l'époque de la ré-ionisation a été faite en 2003 à partir des données du satellite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) de la NASA, suggérant que ce processus pourrait avoir débuté tôt dans l'histoire cosmique, quand l'Univers n'avait que quelques centaines de millions d'années. Cette première estimation a vite été corrigée, lorsque les données suivantes de WMAP ont repoussé la date de début à des époques plus tardives, indiquant que l'Univers n'avait pas été significativement ré-ionisé avant au moins 450 millions d'années.

En 2015, la Collaboration Planck a fourni de nouvelles données pour s'attaquer au problème, déplaçant l'époque de la ré-ionisation encore plus tard dans l'histoire cosmique et révélant que ce processus était à moitié réalisé lorsque l'Univers avait environs 550 millions d'années. Les résultats étaient fondés sur les premières cartes globales de la polarisation du CMB du ciel vu par Planck, données obtenues avec l'instrument LFI (Low-Frequency Instrument).

Une analyse des données de l'autre détecteur de Planck, HFI (High-Frequency Instrument), qui est plus sensible à ce phénomène que n'importe quel autre instrument précédent, montre que la ré-ionisation a commencé encore plus tard - bien plus tard que toute autre donnée ne l'avait suggéré.

Cette situe la formation des première étoiles bien plus tardivement que l'on ne le pensait jusque-là, dans l'histoire du cosmos, suggérant que la première génération de galaxies est largement dans la gamme observable des prochains observatoires astronomiques, et peut-être même de certains observatoires actuels.

En fait, il est probable que certaines des toutes premières galaxies ont déjà été détectées avec les expositions longues, telles que le champ ultra profond observé par le télescope spatial Hubble NASA/ESA, et il est bien plus facile que prévu d'en voir d'autres avec des observatoires tels que le James Webb Space Telescope NASA/ESA/CSA.

Pour aller plus loin :

 

Planck cartographie le champ magnétique de la Voie Lactée

La connaissance du champ magnétique de notre galaxie est fondamentale car celui-ci est soupçonné de gouverner ou d'influer sur de nombreux phénomènes, tels que la trajectoire des particules chargées électriquement (les rayons cosmiques) et la formation des étoiles.

La lumière est une forme d'énergie qui nous est très familière même si certaines de ses propriétés ne sont pas facilement accessibles. L'une d'entre elles - la polarisation - est une source d'informations pour les chercheur-e-s. Dans l'espace, la lumière émise par les étoiles, le gaz ou la poussière peut être polarisée de plusieurs façons. En mesurant la polarisation de la lumière, les astronomes peuvent étudier les processus physiques qui sont à son origine. En particulier, la polarisation révèle l'existence et les propriétés des champs magnétiques dans le milieu interstellaire de notre Galaxie.

Les particules de poussière interstellaire ont tendance à avoir l’axe de leur plus grande longueur aligné à angle droit de la direction du champ magnétique. La lumière émise par ces grains est ainsi polarisée. Pour les détecteurs sensibles à la polarisation de Planck, établir la carte de cette poussière interstellaire en avant plan du Fond Diffus Cosmologique revient donc plus ou moins à retracer le champ magnétique de la Voie Lactée.

Carte de la polarisation de la lumière émise par les poussières interstellaires
Carte de la polarisation de la lumière émise par les poussières interstellaires en avant plan du Fond Diffus Cosmologique retraçant les lignes de champ magnétiques (à 90° desquelles l’axe de la grande longueur des grains est alignée) de la Voie Lactée © ESA and the Planck Collaboration

Pour aller plus loin :

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