Planck révèle l’écran de poussière polarisée devant le fond diffus cosmologique

Près de deux ans après la fin de sa mission, le satellite Planck de l’ESA continue de livrer de précieuses informations concernant l’Univers profond qu’il a observé, durant près de trois ans, dans les domaines submillimétrique et micro-onde. Ce 22 septembre, le consortium Planck auquel contribuent plusieurs chercheurs de l’IRAP (Université Paul Sabatier de Toulouse & CNRS) publie une nouvelle carte du niveau de l’émission polarisée de la poussière galactique en direction des pôles Galactiques. Il apparaît ainsi que l’émission polarisée de la poussière présente au sein de notre Galaxie est suffisamment importante pour contaminer de manière significative le signal polarisé provenant du fond diffus cosmologique, et ce, sur la totalité de la voûte céleste. Ce résultat vient ainsi semer le doute sur la découverte des ondes gravitationnelles clamée par l’équipe BICEP2 en Mars 2014.

Les instruments embarqués à bord du satellite Planck, dont l’instrument HFI auquel a contribué l’IRAP, ont collecté, durant près de trois années (2009-2012),l’émission provenant de notre Voie Lactée et du fond diffus cosmologique, dans le domaine submillimétrique et micro-onde, permettant notamment de mesurer le signal polarisé du ciel dans ce domaine de longueur d’onde, sur tout le ciel et avec une sensibilité révolutionnaire.

La présence d’un champ magnétique au sein de notre Galaxie a pour effet d’aligner les grains de poussière interstellaire, et donc de polariser la lumière émise par ces poussières. Le traitement des données collectées par le satellite Planck a notamment abouti à la cartographie de cette polarisation Galactique sur l’intégralité de la voûte céleste. Il est ainsi apparu que l’amplitude de cette polarisation ne pouvait aucunement être négligée, en quelque portion du ciel que ce soit, pas même au niveau des pôles, et représente un avant-plan majeur au signal cosmologique.

Carte du signal galactique, en unités de signal cosmologique, estimé à partir des données de Planck. Plus les zones sont bleues, mois le fond diffus cosmologique est masqué. Le vert correspond à une amplitude du signal galactique de l’’ordre du signal détecté par BICEP2 qui a étudié la partie du ciel indiquée par le contour noir.  Crédits : ESA –& collaboration Planck.

L’accès aux informations contenues dans le signal du rayonnement fossile, comme la présence d’ondes gravitationnelles générées lors du Big Bang et dont la signature est cherchée dans le signal polarisé du fond diffus cosmologique, s’avère donc bien plus compliqué que la collaboration BICEP2 ne l’espérait. La détection de ces ondes gravitationnelles supposera donc la séparation préalable des contributions cosmologiques et Galactiques au signal polarisé du ciel.

Parallèlement à l’analyse que mènent les chercheurs de la collaboration Planck pour caractériser la polarisation du fond diffus cosmologique sur tout le ciel, un travail collaboratif est en cours entre les équipes Planck et BICEP2 pour combiner leur deux jeux de données dans le champ de vue de BICEP2. Ils espèrent, ensemble, y découvrir la présence d’ondes gravitationnelles générées lors le Big Bang, ce qui permettrait de valider l’existence de la phase d’inflation et de rendre compte de l’uniformité du fond diffus cosmologique.

• Site Web de l’ESA : http://sci.esa.int/planck/
• Site Web de la mission Planck : http://public.planck.fr/resultats/243-planck-traque-l-emission-polarisee-de-la-poussiere-jusqu-aux-poles-galactiques

• Ludovic Montier, ludovic.montier@irap.omp.eu
• Anthony Banday, anthony.banday@irap.omp.eu