Planck: a tudományos kezdet nem rossz!
(Rovat: Űrcsillagászat Európában, Távoli világok kutatói - 2011.01.13 07:15.)

Az európai űrcsillagászati szonda első tudományos eredményeit most egyszerre hozták nyilvánosságra.

Az Európai Űrügynökség (ESA) 2009 májusában indított űreszköze a Nap-Föld rendszer külső, a Földtől másfél millió km-re levő Lagrange-pontja (L2) közelében, kb. 400 ezer km-es amplitúdóval mozog. Ugyanúgy egy év alatt kerüli meg a Napot, mint a Föld. A Planck fedélzetén egy 1,9 m × 1,5 m-es teleszkóp két detektorra (Low Frequency Instrument, LFI és High Frequency Instrument, HFI) fókuszálja a távoli infravörös és a mikrohullámú rádiósugárzást. Ezek összesen kilenc különböző frekvenciasávban érzékenyek.

A Planck elsődleges célja a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás minden eddiginél érzékenyebb és nagyobb felbontású vizsgálata, a korábbiaknál több frekvencián. A háttérsugárzásra vonatkozó eredményekre ugyanakkor még két évig, 2013 januárjáig várni kell. Ez egyrészt azért van, mert a lehető legtöbbször szeretnék feltérképezni a teljes égboltot (jelenleg a harmadik teljes égtérképezés vége felé járnak). Másrészt mielőtt a háttérsugárzás, vagyis az ősrobbanás utáni első detektálható maradványsugárzás finom részleteiről bármit lehet mondani, azelőtt a lehető legtöbbet meg kell tudni az „előtérről”, például a távoli galaxisok, vagy saját Tejútrendszerünk objektumainak ugyanebbe a tartományba eső sugárzásáról.

A Planck LFI és HFI műszere legalább 2011 végéig dolgozik még együtt. Akkorra a HFI folyékony hélium hűtőanyaga elfogy, nem lesz tovább lehetőség az érzékeny detektort az abszolút 0 fok közelébe hűteni. Az LFI ugyanakkor még legalább 2012-ig, de talán még tovább is használható marad.

A legelső tudományos eredmények – összesen 25 cikk – az Astronomy & Astrophysics című szakfolyóirat különszámában fognak rövidesen megjelenni. Január 11-én Párizsban, egy konferenciához kapcsolódóan tartottak tájékoztatót, ahol bemutattak néhányat ezek közül. Mint már említettük, az első eredmények jórészt az előtér-objektumokkal kapcsolatban születtek. A munka alapja a Planck eddigi adataiból készült, a kompakt égitesteket listázó katalógus első változata. A katalógus több ezer, a milliméteres és szubmilliméteres hullámhosszakon fényes objektumot tartalmaz, amelyeket most a tudományos közösség is tovább kutathat.

A Planck pontforrás-katalógusának első kiadása a Tejútrendszeren belüli (kék) és azon túli, extragalaktikus (sárga) objektumokat is tartalmaz. (Kép: ESA / Planck Collaboration)

Az alábbiakban néhány kiragadott példát mutatunk be röviden az elsőnek publikált eredmények közül.

A galaxisunkban található ρ Ophiuci molekulafelhő a hozzánk legközelebb eső csillagkeletkezési helyek egyike. Az itt látható színes kombinációhoz 400 MHz-es földi készítésű rádióképet, valamint a Planck 30 GHz és 857 GHz frekvenciákon készített képeit használták fel. Ez utóbbi a hideg por hőmérsékleti sugárzásából származik. A szálas és csomós szerkezet a gáz- és porfelhőben zajló csillagkeletkezést bizonyítja. A piros színnel kódolt 30 GHz-es sugárzás eredete valószínűleg igen kis, gyorsan (másodpercenként több tízmilliárdos fordulatszámmal!) forgó, elektromos töltéssel is rendelkező porszemcsékre vezethető vissza. Ezt az elméletet látszanak igazolni a Planck mérései. A kép oldala kb. 5 fok, vagyis a terület 10 × 10 telihold-átmérőnyi. (Kép: ESA / Planck Collaboration)

A Planck égtérképén több milliárd évvel ezelőtt formálódó, a látható fény tartományában észrevehetetlen galaxisok is feltűnnek. Ezek egy porburok közepén vannak, miközben a csillagkeletkezés sebessége 10-1000-szer akkora bennük, mint a normális galaxisokban. Ilyen frekvenciákon most először sikerült tanulmányozni ezeket a porba ágyazott, születő galaxisokat.

A Planck eddig 189 galaxishalmazt talált, amelyek közül 20 volt ismeretlen. Ezek létezését a forró galaxisközi gáz röntgensugárzása révén az XMM-Newton űrteleszkóppal igyekeznek igazolni.

A képen balra a Planck által újonnan felfedezett galaxis-szuperhalmazok egyike (PLCK G214.6+37.0) látható. Jobbra ugyanaz az égterület az ESA XMM-Newton röntgenműholdjával feltérképezve. Eszerint a szuperhalmazt három nagy galaxishalmaz alkotja. Ez az első ilyen objektum, amelyet a Szunyajev-Zeldovics-effektus alapján találtak meg. A hatás lényege, hogy a kozmikus háttérsugárzás fotonjai energiát kapnak a forró galaxisközi gáz elektronjaitól, így hullámhosszuk is megváltozik. Emiatt a szuperhalmaz körvonalai megjelennek a háttérsugárzás térképén. Más mérésekkel összevetve megállapítható a galaxisközi gáz hőmérséklete, sűrűsége. Az XMM-Newton röntgenképének kontúrjai a Planck színkódolt térképére is rákerültek. (Kép: ESA / Planck Collaboration)

A mostani első eredmények csak a „jéghegy csúcsát” jelentik, és a háttérsugárzás egyenetlenségiről még nem is volt szó. Mire végez a munkájával, a Planck minden bizonnyal túlteljesíti majd a hozzá fűzött előzetes várakozásokat is.