Plancks første lys gir svært lovende resultater

Foreløpige resultater fra den europeiske romfartsorganisasjonen ESAs forskningssatellitt Planck, som studerer de første øyeblikkene av universets eksistens, viser at kvaliteten på dataene er fremragende. Dette viser igjen at vi har mye å se fram til, nå når observasjonene av hele himmelen nettopp har begynt.

Et kart av himmelen i vanlig lys viser et kraftig vannrett bånd. Det er lyset som skinner fra Melkeveien, vår egen galakse. Oppå dette kartet er stripen som viser den delen av himmelen som er kartlagt av Planck under “første lys”-undersøkelsen. Fargeskalaen viser hvor mye temperaturen på den kosmiske mikrobølge-bakgrunnsstrålingen (CMB) avviker fra gjennomsnittet, målt av Planck ved en frekvens som er nær toppen i CMB-spekteret (rødt er varmere og blått kaldere). De kraftige røde stripene kommer fra radiostråling fra Melkeveien, mens de små flekkene lenger bort fra Melkeveien viser de ørsmå variasjonene i den kosmiske mikrobølge-bakgrunnsstrålingen som er selve målet for Planck. (Større utgave) Foto: ESA, LFI- og HFI-konsortiene. Det optiske bakgrunnsbildet: Axel Mellinger.

Planck, der forskere fra Institutt for teoretisk astrofysikk ved Universitetet i Oslo har en vesentlig rolle, begynte å undersøke hele himmelen fra sin posisjon i det såkalte andre Lagrange-punkt i sol-jord systemet, L2, den 13. august. Instrumentene ble fininnstilt for å gi optimal ytelse i ukene før.

ESAs mikrobølge-observatorium Planck er det første europeiske romobservatoriet som undersøker den kosmiske mikrobølge-bakgrunnsstrålingen, reststrålingen fra selve Big Bang.

Etter oppskytning den 14. mai, startet kontroller av systemene på satellitten, samtidig som man begynte å kjøle ned detektorene på instrumentene. Detektorene ser etter forskjeller i temperaturen på den kosmiske mikrobølge-bakgrunnen på omtrent en milliontedel av en grad, dette kan sammenlignes med å se etter kroppsvarmen fra en kanin som sitter på månen. For å kunne klare dette, må Plancks detektorer kjøles til ekstremt lave temperaturer, noen av dem er nesten helt nede på det absolutte nullpunktet (-273,15 °C eller null Kelvin, 0K).

Etter at testene av systemene var ferdige, ble godkjenning av instrumentene, optimalisering og første kalibrering gjennomført i løpet av de to første ukene av august.

Den såkalte “første lys”-undersøkelsen, som startet 13. august, var en to uker lang periode hvor Planck undersøkte en stripe på himmelen sammenhengende. Den ble utført for å kontrollere at instrumentene var tilstrekkelig stabile og at det var mulig å kalibrere dem over lange tidsrom med den helt ekstreme nøyaktigheten som kreves.

Denne undersøkelsen ble fullført 27. august, og har gitt kart over en stripe på himmelen; ett kart for hver av Plancks ni frekvenser. Hvert kart er en ring, omtrent 15° bred, tvers over hele himmelen. Foreløpige analyser viser at kvaliteten på dataene er helt fremragende.

Rutineoperasjoner begynte med en gang denne “første lys”-undersøkelsen var ferdig, og nå vil Planck observere hele himmelen i minst 15 måneder uten opphold. I løpet av omtrent 6 måneder vil man kunne lage et første kart av hele himmelen.

Innenfor den tilmålte observasjonstiden på 15 måneder, vil Planck samle data for to komplette kart av himmelen. For å kunne utnytte den ekstremt høye følsomheten til Planck, må dataene gjennomgå meget nøyaktige justeringer og meget grundige undersøkelser.

Tilbake vil vi få en skattekiste av kunnskap om selve universet som vil gi arbeid til kosmologer og astrofysikere i mange tiår fremover og vil gi oss en enormt øket forståelse av hvordan universet ble til, og hva som skjedde de aller første brøkdelene av et sekund av dets eksistens.

Med støtte fra Norges Forskningsråd har forskere ved Institutt for teoretisk astrofysikk ved Universitetet i Oslo bidratt med å utvikle meget vesentlige metoder for å analysere dataene fra Planck, og er nå med i kjerneteamet som har hovedansvaret for analysen av dataene. I samarbeid med Institutt for teoretisk astrofysikk har Kongsberg Spacetec AS levert en vesentlig del av bakkeutstyret til LFI, det ene av de to instrumentene om bord i Planck. Kongsberg Defence Systems og CMR Prototech har også utviklet meget vesentlige komponenter i Planck.


Planck vil scanne hele himmelen for å bygge opp det mest nøyaktige kartet man noensinne har laget av den kosmiske bakgrunnsstrålingen (CMB), reststrålingen fra Big Bang, universets tilblivelse. Romfartøyet roterer en gang i minuttet omkring en akse 85 grader fra observasjonsretningen, slik at den observerte delen av himmelen omtrent vil være en storsirkel på himmelen. Ettersom rotasjonsaksen følger solen, vil instrumentene sveipe over himmelen med en fart på omtrent en grad pr. dag. Planck vil bruke omtrent 6 måneder på fullføre et fullstendig scan av hele himmelen, slik at det vil bli mulig å lage to fullstendige kart i løpet av den nominelle varigheten av Planck (omtrent 15 måender). Animasjon: ESA/C. Carreau

By Per Lilje
Published Aug. 21, 2012 12:03 PM - Last modified Aug. 22, 2012 10:08 AM