De nouvelles cartes de Planck dévoilent des détails inédits dans l'ensemble de la Voie lactée

Le 16 février 2012

La détection non équivoque du brouillard galactique – une émission diffuse et mystérieuse de la portion centrale de la Voie lactée – et la première carte de la distribution du monoxyde de carbone dans l'intégralité du ciel, gaz dont les émissions tracent les nuages moléculaires où naissent les étoiles, sont parmi les résultats présentés par la Collaboration Planck lors d'une conférence internationale qui a lieu du 13 au 17 février 2012 à Bologne, en Italie. Ces résultats ont été obtenus au cours de la tâche complexe qui consistait à repérer et éliminer la contamination d'avant-plan attribuable aux émissions galactiques et extragalactiques qui obscurcissent le rayonnement cosmique de fond (CMB pour Cosmic Microwave Background).

Image de l'intégralité du ciel captée par Planck et montrant des gaz moléculaires et trois complexes de nuages moléculaires. Source : Collaboration ESA/Planck

L'objectif premier du satellite Planck de l'ESA porte sur l'observation du rayonnement cosmique de fond, c'est-à-dire les résidus du rayonnement issu du Big Bang, et sur la mesure de ses faibles fluctuations dans tout le ciel avec une précision exceptionnelle. Ces variations recèlent de très importantes informations sur les composantes de l'Univers et l'origine de la structure cosmique. Outre le rayonnement cosmique de fond, le télescope spatial Planck peut également voir presque toutes les sources de lumière brillante de l'histoire du cosmos. Ces sources d'émissions proviennent de galaxies individuelles, et surtout du milieu interstellaire de notre galaxie, la Voie lactée. Les émissions diffuses de ce mélange de gaz et de poussière constituent la principale source de contamination du rayonnement cosmique de fond dans toutes les fréquences d'intérêt dans l'ensemble de notre galaxie.

Il est essentiel de mettre en œuvre un processus complexe et délicat de « nettoyage » des données pour « soulever les couches » d'émissions d'avant-plan et accéder à l'important réservoir d'informations cosmologiques du CMB. Ce processus fait apparaître une multitude de données cruciales pour de nombreux autres domaines de l'astronomie. Notamment, de nouvelles facettes des émissions diffuses de la Voie lactée et de la répartition à grande échelle des pouponnières d'étoiles qu'elle contient sont dévoilées dans deux nouvelles images de l'intégralité du ciel qui seront présentées à la conférence « Astrophysics from the radio to submillimetre – Planck and other experiments in temperature and polarization » qui se tient du 13 au 17 février 2012 à Bologne, en Italie.

« Le long et délicat processus d'élimination de la contamination de l'avant-plan nous fournit d'excellents ensembles de données qui jettent une nouvelle lumière sur différents « dossiers chauds » en astronomie galactique et extragalactique », déclare Jan Tauber, scientifique du projet Planck à l'ESA. « Récemment, Planck nous a permis de faire de grands progrès dans l'étude des propriétés de certaines composantes de notre galaxie, composantes qui étaient jusque-là peu contraintes. Cette semaine, nous présentons de nouveaux résultats qui font émerger d'autres acteurs intrigants du ciel sondé dans le domaine des hyperfréquences. Les résultats antérieurs et ceux-ci démontrent que Planck ajoute de nouvelles informations importantes à notre compréhension de la Voie lactée et de l'Univers dans son ensemble », ajoute-t-il.

« Nous disposons désormais d'une carte au trésor des îles de gaz moléculaires, qui étaient inconnues jusqu'à maintenant, mais que nous allons explorer lors d'observations subséquentes », signale François Boulanger de l'IAS, un autre chercheur de la Collaboration Planck. Des études encore plus poussées nous permettront d'approfondir nos connaissances sur les conditions physiques et chimiques qui ont mené à la formation des nuages moléculaires et sur les toutes premières phases de la naissance des étoiles.

Les résultats présentés cette semaine témoignent des immenses progrès que la collaboration engendre dans le repérage et l'isolement de tous les éléments constitutifs des émissions d'avant-plan. « Ces résultats font état de la performance de Planck et de nos capacités à effectuer le « nettoyage des couches d'avant-plan ». Nous nous penchons maintenant sur l'information que nous pourrons extraire du rayonnement de fond et qui nous permettra d'en apprendre davantage sur les propriétés de l'Univers », explique Douglas Scott, scientifique de l'équipe canadienne.

Le Canada a participé au développement du LFI et du HFI, les deux instruments de Planck, principalement en mettant au point le logiciel d'interprétation rapide et le logiciel d'analyse en temps réel qui permettront de vérifier les données aux étapes préliminaires. Les logiciels d'analyse de données du LFI et du HFI ont été développés en parallèle par deux équipes distinctes à l'Université de la Colombie-Britannique et à l'Université de Toronto. Les deux équipes sont appuyées financièrement par l'Agence spatiale canadienne. Les scientifiques canadiens sont aussi grandement impliqués dans tous les aspects entourant l'analyse et l'interprétation scientifique des données.

Le professeur Douglas Scott, de l'Université de la Colombie-Britannique, dirige l'équipe du LFI. L'équipe du HFI est dirigée par le professeur J. Richard Bond de l'Université de Toronto. Les équipes canadiennes travaillent depuis plus de dix ans avec leurs collègues internationaux à la planification de la mission Planck. Elles utiliseront directement les données pour répondre à quelques-unes des plus grandes questions concernant l'Univers.