Le satellite européen publie des données sur la polarisation du rayonnement micro-onde qu'il étudie. Un paramètre qui permet à la fois de mieux contraindre les modèles cosmologiques et de poser un regard inédit sur le champ magnétique de la galaxie.
Les «yeux » du satellite européen Planck n'ont pas grand-chose à voir avec les nôtres. Pour commencer, ils ne regardent pas la lumière visible mais les micro-ondes, c'est-à-dire le rayonnement naturellement émis par des objets très froids plongés dans le noir. Mais ce n'est pas tout. Ils détectent également une autre information capitale : la polarisation de cette lumière. La polarisation est une notion difficile à appréhender, car les humains y sont insensibles. Si nous étions des abeilles, en revanche, nous serions capables de voir la «forme » des rayons lumineux, c'est-à-dire leur polarisation.Cette manière dont la lumière «vibre » porte en elle des informations très utiles pour les astrophysiciens. «Cela nous renseigne sur les derniers événements vécus par les grains de lumière qui nous parviennent », résume Cécile Renault, chercheuse au Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie de Grenoble. Il aura fallu plusieurs années aux scientifiques de la collaboration Planck pour parvenir à distinguer différentes sources de polarisation et les représenter sur des mappemondes (photos ci-dessus), visions aplanies du ciel complet.
(Crédits: ESA/collaboration Planck/CNRS)" title="Planck dévoile de nouveaux secrets sur l'Univers" />(Crédits: ESA/collaboration Planck/CNRS)" itemprop="contentURL" />La carte 1 (ci-dessus) représente la polarisation du rayonnement fossile, première lumière émise par l'Univers il y a 13,8 milliards d'années. Les taches de couleurs correspondent aux infimes variations de température de ce rayonnement très froid (- 270 °C environ) dans lequel nous baignons. Cette information était déjà connue (de façon presque aussi précise) depuis 2013. L'information supplémentaire apportée par la polarisation est l'ensemble de petites lignes, qui sont comme de petites empreintes digitales.«Il est vraiment impressionnant de constater que les modèles qui prévoyaient les variations de température expliquent parfaitement ces motifs, note Cécile Renault. Il n'y a pas besoin de phénomènes ou de théories exotiques pour décrire ce que l'on observe.» Les physiciens qui aiment les surprises seront un peu déçus : le modèle standard décrivant la physique des particules et de leurs interactions est toujours aussi robuste. La composition de l'Univers n'a pas non plus besoin d'être adaptée, les quantités relatives de matière et d'énergie, noires et ordinaires, restant inchangées. Les premières étoiles seraient en revanche nées un peu plus tard que prévu : 550 millions d'années après le big bang (au lieu de 470 millions d'années). Mais l'incertitude autour de cette date reste importante.
(Crédits: ESA/collaboration Planck/CNRS)" title="Planck dévoile de nouveaux secrets sur l'Univers" />(Crédits: ESA/collaboration Planck/CNRS)" itemprop="contentURL" />Les cartes 2 (ci-dessus) et 3 (ci-dessous) décrivent la polarisation de deux sources de lumière dans notre galaxie. La première des deux montre la densité de poussières qui nous entoure. «Ce sont de petites particules solides allongées qui viennent s'aligner le long des lignes de champ magnétique de la Voie lactée et laissent leur empreinte caractéristique dans la lumière », explique François Boulanger, de l'Institut d'astrophysique spatiale (IAS - CNRS/Université Paris-Sud). Les couleurs correspondent à la quantité de poussières, les lignes à la direction de la polarisation. Ce sont ces données dans une partie du ciel qui ont conduit à réfuter récemment la découverte américaine des ondes gravitationnelles primordiales
(Crédits: ESA/collaboration Planck/CNRS)" title="Planck dévoile de nouveaux secrets sur l'Univers" /> (Crédits: ESA/collaboration Planck/CNRS)" itemprop="contentURL" />La carte 3 (ci-dessus) représente la polarisation liée aux particules chargées se déplaçant à des vitesses extrêmement rapides, mais piégées par le champ magnétique de notre galaxie. On parle communément de rayonnement synchrotron.Chacune de ces deux cartes permet de décrire un aspect particulier du champ magnétique galactique. «De façon schématique, les poussières décrivent le champ magnétique dans des zones où naissent les étoiles alors que le rayonnement synchrotron nous donne une idée de son intensité à la fin de leur vie », précise Vincent Guillet, également astrophysicien à l'IAS.Or le champ magnétique est un élément-clé et très mal compris dans les processus de formation des étoiles. «Nous cherchons à comprendre comment la matière donne naissance à de nouvelles étoiles sans que le champ magnétique ne s'y oppose », ajoute François Boulanger. Ces nouvelles données de Planck vont peut-être apporter aux astrophysiciens les observations qui leur manquaient pour décrire la structure du champ magnétique de la Voie lactée et ainsi s'assurer que leurs simulations numériques sont correctes. Mais elles pourraient aussi leur donner de nouvelles idées.
- Par Tristan Vey
- Publié le 06/02/2015
Jeu de briques
Snake
Pacman
Bubble