Fond diffus cosmologique

Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)

La sonde Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) a été lancée le 30 juin 2001. Elle est destinée à l'étude de l'anisotropie c'est à dire l'étude du fond diffus cosmologique (CMB).
WMAP a été baptisée ainsi en hommage à l'astronome américain David Wilkinson, membre de l'équipe en charge du satellite, pionnier de l'étude du fond diffus cosmologique, décédé le 5 septembre 2002.
L'objet de la mission est de cartographier avec la meilleure précision possible les fluctuations de température du rayonnement thermique cosmologique, ainsi que sa polarisation afin de permettre de reconstituer le contenu matériel de l'univers.
Les premiers résultats de la sonde WMAP ont été salués à juste titre comme une grande avancée dans la compréhension de l'univers car WMAP a réalisé la première carte complète du fond diffus cosmologique depuis celle du satellite COBE en 1992, et ce avec une résolution considérablement meilleure.
Le cosmos est âgé de 13,8 milliards d'années.
Les premières générations d'étoiles ont commencé à s'allumer 200 millions d'années après le Big Bang.
L'image a été publiée le 11 février 2003.

Cette image représente une cartographie de l'Univers observable connu dans l'état où il se trouvait à sa création, à l'âge de 380 000 ans alors qu'il devenait transparent. Ce murmure radio capturé dans le rayonnement à 3K ou -270°C, nous montre les fluctuations résiduelles de notre univers et en filigrane, les grumeaux de matière qui ont donné naissance aux galaxies. L'observatoire spatial Planck, lancé en mai 2009 prend la suite pour expliquer l'histoire de l'Univers. Son objectif est aussi d'observer le fond diffus cosmologique, le rayonnement émis 380 000 ans après la naissance de l'Univers, qui explique que la température actuelle de l'Univers est de 2,7 K.
« En observant ce signal, nous pouvons remonter le temps et voir l'Univers tel qu'il était il y a des milliards d'années en arrière », explique Dominique Yvon, astrophysicien au CEA.
L'âge de l'Univers a été précisé grâce aux observations de la sonde WMAP. Les paramètres cosmologiques indiquent une valeur probable pour l'âge de l'univers d'environ 13,8 milliards d'années avec une incertitude de 0,2 milliard d'années.

Image : Les analyses de l'image WMAP de tout le ciel indiquent que l'Univers est vieux de 13,77 milliards d'années (avec une précision de 1 %). Il est composé de 73 % d'énergie sombre, 23 % de matière sombre froide, et seulement 4 % d'atomes. Il est actuellement en expansion avec un taux de 71 km/s/Mpc (avec une précision de 5 %), il est passé par des épisodes d'expansion rapide appelée inflation et grandira pour toujours. Crédit: Équipe scientifique WMAP, NASA

Observatoire spatial Planck

L'observatoire spatial Planck de l'ESA capture le rayonnement cosmologique ou cosmic microwave background (CMB). La CMB est la «première lumière» de l'univers, publiée peu après le Big Bang, il y a environ 13,700 milliards d'années, lorsque la lumière a commencé à voyager librement pour la première fois. La gigantesque boule de feu qui suivit le Big Bang s'est lentement refroidie pour devenir une toile de fond de micro-ondes. Planck observe et mesure les variations de température à travers cette toile de fond à micro-ondes, avec une sensibilité beaucoup plus élevée, une meilleure résolution angulaire et une gamme plus étendue de fréquences, que tous les observatoires précédents. La mission Planck va donc nous montrer à quoi ressemble l'Univers à travers sa première lumière émise lorsque celui-ci n’avait que 380 000 ans. Le 3 juillet 2009, Planck a atteint le point de Lagrange L2 et a été placé suivant une trajectoire appelée orbite de Lissajous.

Planck mesure avec une très grande précision le rayonnement cosmique fossile ou fond diffus cosmologique (trace du Big Bang) afin d'établir une cartographie des inhomogénéités de température et de polarisation de ce rayonnement.
Pour cela il embarque un télescope de 1,5 m de diamètre et 2 instruments scientifiques : LFI développé par l’Italie et HFI confié à la France.
Les premières images très prometteuses, sont arrivées le 14 juin 2009.
C'est la célèbre image de la galaxie spirale du Tourbillon, M51, que les responsables de l'instrument Photoconductor Array Camera and Spectrometer ont reçue, pour une première analyse.
La première édition du catalogue de sources compactes (ERCSC, Early Release Compact Sources Catalogue) a été publiée et présentée le 11 janvier 2011, avec plusieurs milliers de sources détectées par Planck.

Image : Les premiers résultats de Planck ont été révélés à la conférence internationale de Paris qui s'est déroulées en janvier 2011. Image infrarouge du bruit du fond cosmologique. Crédit : Planck Collaboration