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L'expérience Archeops
 
La collaboration Archeops, menée par A. Benoit (CRTBT-CNRS) et comprenant plusieurs institutions en France (dont l'IAP), en Italie, Grande-Bretagne, Russie et aux États-Unis, vient, en octobre dernier, d'annoncer la mesure, avec une précision inégalée, d'infimes fluctuations de température associées à un rayonnement dit "primordial" car il a été émis si loin de nous qu'il lui a fallu presque l'âge de l'Univers pour nous parvenir {1}. Cette mesure accroît substantiellement notre connaissance de l'Univers. L'analyse a, en particulier, déjà montré que ce dernier peut être considéré comme spatialement plat, à quelques pour cent près (c'est à dire que la géométrie euclidienne est une très bonne approximation : ainsi la somme des angles d'un triangle est expérimentalement très proche de la somme de deux angles droits, soit 180 degrés, ce qui ne serait pas le cas si ce triangle était dessiné sur une sphère ou sur une selle de cheval...).

 
Archeops appartient à une nouvelle génération d'expériences embarquées à bord de ballons. Elle a été conçue comme un précurseur de l'instrument HFI qui sera embarqué à bord du satellite PLANCK de l'ESA, qui sera lancé en 2007. La France pilote le consortium qui construit cet instrument {2}. Archeops a été conçu afin de mesurer le rayonnement fossile de l'Univers primordial, émis alors que les premières étoiles, galaxies, amas de galaxies et autres objets observés couramment aujourd'hui n'étaient pas encore formés. Suspendu à un ballon situé à 35 km d'altitude, un télescope dans le domaine millimétrique de 1,5 m d'ouverture observe le ciel, et, au fil de la rotation de la terre, il couvre une grande portion de la voûte céleste (environ 30% en 12 heures). Ce télescope illumine 21 photomètres refroidis à 100 mK ce qui leur confère une très grande sensibilité à des longueurs d'ondes millimétriques.
 

L'IAP est un participant important de la collaboration ARCHEOPS : toutes les données de l'expérience, ainsi que les programmes nécessaires à l'analyse, sont stockés sur le calculateur "Magique" qui a été intensément utilisé pendant l'analyse des données. Par ailleurs, un groupe de chercheurs de l'IAP, O. Doré, P. Fosalba, S. Prunet, R. Teyssier (chercheur du CEA-Saclay associé à l'IAP) et D. Vibert, dirigé par F.R. Bouchet, a pris part activement à l'analyse des données (voir les pages du groupe sur ulysse.iap.fr).

Archeops a déjà volé trois fois : un premier vol technique depuis la Sicile en 1999, un premier vol scientifique court depuis Kiruna (Suède) en janvier 2001 suivi d'un second vol particulièrement réussi en février 2002.

Les premiers résultats scientifiques ont été dévoilés en octobre 2002, après six mois d'intenses analyses des données du dernier vol. Utilisant celles de seulement deux photomètres, à 143 GHz et à 217 GHz, une carte (lien sur l'image) à haute résolution (10 arcminutes) du rayonnement fossile millimétrique a été obtenue pour 12,6% du ciel. Ainsi la mesure du spectre de puissance angulaire de ces fluctuations primordiales a été effectuée avec une grande précision et dans une grande gamme angulaire. En particulier, la caractérisation la plus précise à ce jour "du premier pic acoustique" a été mise en évidence. La confrontation de ces mesures aux prédictions théoriques a permis d'affiner certaines contraintes cosmologiques, confirmant notamment le fait que l'Univers est plat, à quelques pour cent près. La prochaine avancée majeure sera l'annonce des résultats du satellite américain MAP, annonce qui est prévue pour fin janvier.

 
 

Notes
  1. Il a été émis environ 200 000 ans après le "Big Bang" et cette image de l'Univers primitif a voyagé jusqu'à nous pendant tout le reste de l'âge de l'Univers, à la vitesse de la lumière, soit ~300 000 km/s
  2. L'IAS, et elle est globalement responsable du développement de HFI, tandis que l'IAP coordonne pour la France la préparation de l'analyse des données
Liens utiles


Carte du rayonnement de micro-ondes à 143 Ghz (environ 2 millimètres) obtenue par Archeops (échelle de couleur non linéaire). Elle montre les fluctuations de température du rayonnement extragalactique "primordial" (les points rouges correspondent aux régions chaudes et les bleus aux régions plus froides) ainsi que l'émission de la poussière galactique (région rouge diffuse) pour 30% du ciel autour de l'anti-centre galactique.