I juli i fjor publiserte ESA det første bildet fra Planck av hele himmelen. I dag offentliggjøres de første vitenskapelige resultatene fra Planck.
Disse resultatene presenteres av Planck-konsortiet ved en stor vitenskapelig konferanse som holdes i Paris denne uken, basert på 25 vitenskapelige artikler som er innsendt til det vitenskapelige tidsskriftet "Astronomy & Astrophysics".
Grunnlaget for mange av disse resultatene er Planck-konsortiets "Early Release Compact Source Catalogue", som på mange måter tilsvarer rollelisten i dette skuespillet.
Planck skanner hele himmelen ved bølgelengder fra 0,3 til 10 mm. Katalogen inneholder tusener av svært kalde enkeltkilder funnet under denne skanningen. Forskere fra hele verden står nå fritt til å utforske disse kildene.
– Dette er et stort øyeblikk for Planck. Til nå har alt dreid seg om å samle data og vise hva potensialet er. Nå, endelig, kan vi starte oppdagelsene, sier Jan Tauber, ESAs prosjektleder for Planck.
Vi kan se for oss universet som en scene der det store "kosmiske skuespillet" utfolder seg i tre akter.
Illustrasjonen viser Planck i bane rundt det andre Lagrange-punktet (L2), 1,5 millioner kilometer unna Jorden.
Illustrasjon: ESA/C. Carreau
Vanlige teleskoper som opererer i synlig lys ser neppe mer enn siste akt: veggteppet av galakser omkring oss. Men ved å observere i bølgelengdeområdet mellom infrarødt lys og radiobølger, kan Planck se bakover i tiden og vise oss de to tidligere aktene.
Resultatene som offentliggjøres i dag inneholder viktig ny informasjon om annen akt, da det som i dag er galakser ble satt sammen.
Planck har funnet galakser milliarder av lysår borte (slik at vi ser dem slik de var for milliarder av år siden) som er helt gjemt i støv. Disse er usynlige for andre typer observasjoner. I disse galaksene ble det dannet stjerner 10–1000 ganger hurtigere enn det blir i vår egen galakse i dag. Målinger av egenskapene til disse galaksene ved disse bølgelengdene har aldri blitt gjort tidligere.
– Dette er et første skritt, vi begynner bare å lære hvordan vi skal arbeide med disse dataene og få ut mest mulig kunnskap, sier Jean-Loup Puget fra CNRS-Université Paris Sud i Orsay i Frankrike.
Til slutt vil Planck gi oss tidenes beste bilde av universets første akt: dannelsen av de første strukturer i universet, de som galakser senere ble til fra. Disse strukturene kan følges i den kosmiske bakgrunnsstrålingen i mikrobølgeområdet, strålingen som ble sluppet fri bare 380.000 år etter Big Bang, mens universet kjølnet av etter det store, varme smellet.
For å kunne se dette skikkelig, må man først fjerne strålingen fra alle kilder som er i forgrunnen av denne strålingen fra Big Bang. For observasjonene av selve bakgrunnsstrålingen utgjør dette en forurensing. Blant disse kildene er alle de individuelle objektene i Early Release Compact Source Catalogue, samt forskjellige typer mer diffus stråling som finnes i universet.
I dag ble også et meget viktig skritt for å fjerne den mer diffuse forurensingen offentliggjort. "Anomal mikrobølge-stråling" er en diffus glød som finnes omkring tette, støvfylte områder i vår egen galakse, men hva den skyldes har vært en gåte i flere tiår. Men data samlet på alle de mange bølgelengdene til Planck bekrefter teorien om at denne strålingen kommer fra ørsmå støvkorn som roterer med en frekvens på flere titalls milliarder ganger i sekundet. De roterer enten på grunn av kollisjoner med atomer eller med ultrafiolette lyspartikler.
Denne nye forståelsen gjør det lettere å fjerne denne lokale mikrobølge-"tåken" fra Planck-datene med større nøyaktighet, slik at mikrobølgestrålingen som er igjen kun kommer fra tiden rett etter Big Bang.
– Dette er et flott resultat som kun er mulig å oppnå med den helt fantastiske kvaliteten på dataene fra Planck, sier Clive Dickinson fra University of Manchester i Storbritannia. Blant mange andre resultater som presenteres i dag, er de nye detaljene Planck viser oss om en annen viktig type aktører på den kosmiske scene: fjerne galaksehoper. Disse viser seg i dataene fra Planck som silhuetter mot den kosmiske mikrobølge-bakgrunnen.
Så langt har Planck identifisert 189 galaksehoper; blant dem er 20 som tidligere ikke har vært kjent, men som nå bekreftes av ESAs røntgenobservatorium XMM-Newton. (Les om dette her)
Siden den observerer hele himmelen, er det sannsynlig at Planck vil finne de galaksehopene som har aller størst masse. Disse er sjeldne, og antallet av dem er en meget følsom indikator på hva slags univers vi lever i, hvor fort det utvider seg og hvor mye materie det innholder.
– Disse observasjonene vil bli brukt som murstein for å bygge opp vår forståelse av universet, sier Nagila Aghanim fra CNRS-Université Paris Sud i Orsay.
– Dagens resultater er bare toppen av et vitenskapelig isfjell. Planck viser seg å overoppfylle målene som var satt. Dette skyldes det harde arbeidet til alle som har deltatt, sier David Southwood, ESAs direktør for vitenskap og ubemannet utforsking. – Men, i tillegg til resultatene som offentliggjøres i dag, inneholder denne katalogen materialet for mange flere oppdagelser. Og da har vi enda ikke kommet til selve skatten, selve den kosmiske mikrobølgebakgrunnsstrålingen.
Før man kan utnytte dataene fra Planck til kosmologiske analyser, må det kosmologiske signalet skilles fra strålingen fra vår egen galakse. Nettopp dette er et hovedfokus til norske forskere ved Universitetet i Oslo, som har utviklet nye og banebrytende metoder for rensing og tolkning av CMB-data. Dette arbeidet pågår akkurat nå for fullt, og man forventer at de første resultatene vil være klare i løpet av to år. Neste offentliggjøring av data vil komme i januar 2013, og vil avsløre den kosmiske mikrobølgebakgrunnen i uovertruffen detalj, den aller første akt i det kosmiske skuespillet, begynnelsen på alt.