Astro2009

C’est la lumière la plus vieille du monde et les cosmologistes s’apprêtent à l’analyser comme jamais une fois que le satellite Planck, qui commence à travailler, en aura dressé la carte sur la sphère céleste. A l’occasion de la Fête de la science, Laurence Perotto, du Groupe Planck, nous expliquera en détail comment procèdent les astrophysiciens. En guise de mise en bouche et pour rafraîchir nos mémoires, voici un rappel sur l’origine du rayonnement de fond diffus et sur ce qu’il peut nous dire sur le Cosmos.

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Le satellite Planck devant une image du CMB. Crédit : Esa

Les premières données du sondage Boss (Baryon oscillation spectroscopic survey) ont été obtenues dans la nuit du 14 au 15 septembre. Cette expérience, dédiée à la recherche des oscillations de baryons, ouvre une nouvelle ère de recherche sur l’énergie noire et l’évolution de l’Univers. Elle implique notamment des équipes de l’INSU-CNRS, de l’IN2P3/CNRS et du CEA.

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Une des cartouches de Boss contenant mille fibres optiques, qui guident la lumière des galaxies et quasars à mesurer vers les spectrographes. Ces cartouches sont positionnées dans la base du télescope et sont changées plusieurs fois durant la nuit. En arrière-plan, le télescope Sloan.
Crédit : D. Long

Voici un livre qui devrait satisfaire adolescents et adultes : Georges et les trésors du Cosmos.

Ecrit par Lucy et Stephen Hawking, il raconte les aventures de Georges et ses amis partis en “mission cosmique” ; l’occasion de découvrir comment la vie est apparue sur Terre et comment elle pourrait se présenter sur d’autres planètes.

Profitant d’une activité solaire exceptionnellement faible, les rayons cosmiques sont plus intenses qu’ils ne l’ont jamais été depuis les débuts de l’ère spatiale. C’est ce que démontrent les mesures de ACE, un engin lancé en 1997. Les futures missions habitées devront en tenir compte…

De mémoire d’homme moderne, le rayonnement cosmique n’a jamais été aussi intense. Installé à 1,5 million de kilomètres, le satellite ACE (Advanced Composition Explorer) tourne depuis 1997 autour du point de Lagrange L1 du système Terre-Soleil. Il analyse en permanence le milieu qui l’entoure pour étudier la couronne solaire, le vent solaire et ce que l’on appelle le rayonnement cosmique.

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L’intensité du flux de noyaux d’atomes de fer du rayonnement cosmique mesurée par ACE. Il dépasse actuellement de 19,4% le précédent record enregistré depuis les débuts de l’ère spatiale (previous space age record high). La courbe noire représente ce que l’on s’attendait à mesurer si le Soleil avait suivi son cycle de 10,5 ans que l’on a établi entre 1951 et 2005. Le flux est donné en nombre de particules par unité de surface (mètre carré), par unité d’angle solide (stéradian, sr), par unité de temps (en seconde) et par intervalle d’énergie des particules incidentes (MeV, ici de 270 à 450 mégaélectron-volts) et par particule (ici, en fait, des noyaux de fer, Fe). © Richard Mewaldt / Caltech

Pendant 10 jours, la tour Montparnasse sera transformée en détecteur de rayons cosmiques ! Un signal laser sera émis entre la tour Montparnasse et l’Observatoire de Paris à chaque détection de particules cosmiques par un télescope à muons. Cette expérience est mise en place à l’occasion de la semaine européenne de l’astroparticule, qui se déroulera en France et dans de nombreux autres pays(1) du 10 au 17 octobre 2009, dans le cadre de l’Année mondiale de l’Astronomie. Cet évènement est organisé par l’IN2P3-CNRS avec la participation du CEA, de l’Observatoire de Paris, de Montparnasse 56, du Méridien et de Cinaps TV.

Un point presse pour présenter cette expérience et les autres manifestations qui l’accompagnent, est organisé jeudi 8 octobre 2009, à 18h au 56e étage de la tour Montparnasse.

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Le satellite Planck a livré sa « première lumière » : un relevé d’une petite région du ciel. Ces données ont prouvé aux astronomes que la première mission européenne de cosmologie tient bien toutes ses promesses. C’est maintenant une carte complète du ciel que le satellite entreprend de réaliser pour une période d’environ 6 mois. La durée de vie de la mission permettra d’établir au moins deux cartes de ce type. Pour les cosmologistes et astrophysiciens du monde entier, c’est l’attente d’un véritable trésor qui commence.

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Vue d’artiste du satellite Planck. Crédit ESA.

Deux années d’observations par Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) n’ont abouti à aucune observation d’ondes gravitationnelles. Ce résultat négatif… en est tout de même un puisqu’il impose de nouvelles contraintes à l’existence d’un fond d’ondes gravitationnelles cosmologiques tel qu’il était seulement une minute après le Big Bang. Certains modèles de cordes et de supercordes cosmiques se trouvent aussi exclus.

Les ondes gravitationnelles sont le rayonnement le plus pénétrant de l’Univers. Rien ne peut les stopper puisqu’elles sont des oscillations et des propagations d’ondes dans le tissus même de l’espace-temps. Elles ont été prédites par Albert Einstein en 1917 à partir des équations de la relativité générale, mais le grand mathématicien français Henri Poincaré pressentait avant Einstein que la gravitation devait se propager sous forme d’ondes, analogues aux ondes lumineuses, dans certains cas.

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Vue aérienne de Ligo. Crédit Caltech.

Son destin est resté pendant un temps incertain mais l’Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) partira bel et bien pour l’espace à bord d’une des dernières navettes. Son but, traquer l’antimatière cosmologique manquante, découvrir la nature de la matière noire, sans oublier d’éventuels minis trous noirs…

La physique des accélérateurs sur Terre a des limites et il y a gros à parier que pendant des dizaines d’années, voire des siècles, l’humanité ne disposera pas d’accélérateurs beaucoup plus puissants que le LHC avec ses 14 TeV. Certes, il existait bien à la fin des années 1980 un projet de construction d’un accélérateur géant capable de monter à des énergies de 40 TeV. Mais avec ses 81 kilomètres de circonférence, ce projet pharaonique frôlait la limite de ce que l’on pouvait financièrement et technologiquement obtenir. Reste l’espace.
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Le détecteur AMS. Crédit NASA.

La voûte céleste, qui en réalité nous enveloppe telle une sphère de velours noir piquée d’étoiles, est ici projetée sur un plan.

Cette improbable image panoramique à 360 degrés, couvrant l’ensemble de la sphère céleste, représente donc le paysage cosmique où se trouve plongée notre petite planète bleue.

Un paysage qui se dévoile progressivement, au fil des saisons, tandis que notre planète poursuit sa ronde perpétuelle autour du Soleil.

Cette image a été réalisée dans le cadre de l’Année mondiale de l’astronomie (AMA 2009), avec l’aide décisive de l’Observatoire européen austral (ESO).

Les prises de vue ont été assurées depuis deux sites astronomiques parfaits, le désert d’Atacama pour l’hémisphère austral, la Caldeira de Taburiente, aux Canaries, pour l’hémisphère boréal.

C’est le ciel des hommes, ses constellations, ses étoiles millénaires dont les noms ont bercé toutes les enfances, ses mythes et ses histoires de dieux, de titans et de héros, partagés par toutes les civilisations depuis qu’Homo s’est fait sapiens que le photographe désirait montrer, et pour cela, l’image a été réalisée à l’échelle du regard humain, avec un simple appareil photo numérique.

Tailles comparées des objets célestes