• Home
  • Chimie
  • Astronomie
  • Énergie
  • La nature
  • Biologie
  • Physique
  • Électronique
  •  science >> Science >  >> Astronomie
    Les observations jettent un nouvel éclairage sur le fond cosmique des micro-ondes

    La plate-forme de support suspendue de récepteurs radio à l'observatoire d'Arecibo à Porto Rico. Crédit :USRA

    Les observations de l'Observatoire d'Arecibo sur la structure galactique de l'hydrogène neutre confirment la découverte d'une contribution inattendue aux mesures du fond diffus cosmologique observé par les sondes WMAP et Planck. Une compréhension précise des sources de rayonnement de premier plan (galactiques) observées par ces deux engins spatiaux est essentielle pour extraire des informations sur la structure à petite échelle dans le fond diffus cosmologique considéré comme révélateur d'événements dans l'univers primitif.

    La nouvelle source de rayonnement dans la gamme de 22 à 100 GHz observée par WMAP et Planck semble être l'émission d'électrons froids (dite émission libre-libre). Alors que les cosmologistes ont corrigé ce type de rayonnement des électrons chauds associés aux nébuleuses galactiques où les températures de la source sont de milliers de degrés, le nouveau modèle nécessite des températures d'électrons plus proches de quelques 100 K.

    Le spectre des caractéristiques à petite échelle observées par WMAP et Planck dans cette gamme de fréquences est presque plat, ce qui est cohérent avec les sources associées au Big Bang. A première vue, il apparaît que le spectre attendu de l'émission par des électrons galactiques froids, qui existent dans tout l'espace interstellaire, serait beaucoup trop raide pour s'adapter aux données. Cependant, si les sources d'émission ont une petite taille angulaire par rapport à la largeur de faisceau utilisée dans les engins spatiaux WMAP et Planck, les signaux qu'ils enregistrent seraient dilués. Les largeurs de faisceau augmentent avec la fréquence inférieure, et le résultat net de cette "dilution du faisceau" est de produire un spectre apparemment plat dans la gamme de 22 à 100 GHz.

    "C'était la dilution du faisceau qui était l'idée clé, " a noté le Dr Gerrit Verschuur, astronome émérite à l'Observatoire d'Arecibo et auteur principal de l'article. "L'émission d'une source non résolue pourrait imiter le spectre plat observé par WMAP et Planck."

    Le modèle invoquant l'émission d'électrons froids donne non seulement le spectre plat observé habituellement attribué aux sources cosmiques mais prédit également des valeurs d'échelle angulaire et de température pour les volumes d'émission. Ces prédictions peuvent ensuite être comparées aux observations de la structure galactique révélées dans le sondage HI du Galactic Arecibo L-Band Feed Array (GALFA).

    "Le milieu interstellaire est bien plus surprenant et important qu'on ne le croit, " a noté le Dr Joshua Peek, un astronome au Space Telescope Science Institute et un co-investigateur de l'enquête GALFA-HI. "Arecibo, avec sa combinaison de grande surface et de haute résolution, reste un outil spectaculaire et de pointe pour comparer les cartes ISM aux ensembles de données cosmologiques."

    Les échelles angulaires des plus petites caractéristiques observées dans les cartes d'hydrogène neutre réalisées à Arecibo et la température du gaz apparemment associé correspondent toutes deux extrêmement bien aux calculs du modèle. Jusqu'à présent, seuls trois domaines bien étudiés ont été analysés de manière aussi détaillée, mais d'autres travaux sont prévus.

    "C'est l'accord entre les prédictions du modèle et les observations GALFA-HI qui m'a convaincu que nous pourrions être sur quelque chose, " a noté le Dr Joan Schmelz, Réalisateur, Association de recherche spatiale des universités (USRA) à l'observatoire d'Arecibo et coauteur de l'article. "Nous espérons que ces résultats nous aideront à comprendre la véritable nature cosmologique des données de Planck et WMAP."

    Les données suggèrent que la structure et la physique de la matière interstellaire diffuse, en particulier de l'hydrogène gazeux froid et des électrons associés, peut être plus complexe que prévu. De telles complexités doivent être prises en compte afin de produire de meilleurs masques de premier plan à appliquer aux observations de continuum haute fréquence de Planck et WMAP dans la recherche d'un signal cosmologiquement significatif.

    Le Dr Joan Schmelz de l'USRA présentera ces résultats le 4 janvier 2017, lors d'une conférence de presse lors de la réunion de l'American Astronomical Society (AAS) à Grapevine, Texas.


    © Science https://fr.scienceaq.com