Korábban nem látott dolgokat fedezett fel a Planck-űrtávcső

Közel tizenötezer, eddig ismeretlen sugárforrást talált a Planck-űrtávcső, emellett gyorsan pörgő porszemek sugárzását azonosította, és pontosabb, részletesebb képet adott az egész mikrohullámú égboltról, mint ami korábban elérhető volt. Az új eredményekről egy párizsi sajtótájékoztatón számoltak be a szakemberek.

A Planck-űrtávcső 2009-ben startolt, és elsősorban hűvös égitesteket vizsgál a Világegyetem közeli és távoli térségeiben. A szonda eddigi működése alatt detektoraival háromszor lefedte a teljes égboltot, és ezzel küldetése fő célját el is érte. A tervek szerint tovább folytatja üzemelését, hangzott el kedden Párizsban, az űrtávcső eredményeit összegző sajtótájékoztatón.

Az eddig nyilvánosságra hozott adatok alapján sok korábban ismeretlen sugárforrást is azonosítottak a mikrohullámú tartományban, amelyek kibocsátása a korábbi műszerek mérései alapján még összemosódott, illetve ismeretlen eredetű volt. Összesen mintegy tizenötezer olyan pontforrást találtak, amelyek részletes további vizsgálatot igényelnek. Ezek között sokféle objektum található, előfordulnak például hűvös molekulafelhők, porburokba rejtőzött csillagok és távoli galaxisok, illetve azok halmazai.

A fenti animáció a most azonosított pontforrások helyzetét mutatja, kék színnel a Tejútrendszeren belüli, sárgával a galaxisunkon kívüli, pirossal pedig együttesen az összes ilyen forrást jelölve (ESA/Planck Collaboration)

A csillagközi térben lévő porszemek formájában további fontos forrást azonosítottak a régóta folyamatosan megfigyelt mikrohullámú sugárzásban. Ezek a nanométeres szemcsék rendkívül gyorsan pörögnek, másodpercenként több milliószor vagy még többször fordulnak meg tengelyük körül. A gyors pörgésre a porszemeket a csillagközi térben mozgó atomokkal történt ütközések, illetve az ultraibolya sugárzással fellépett kölcsönhatásuk gyorsította. A pontforrások azonosítása, illetve a sugárzó porszemek viselkedésének megértése segít az eddig csak "mikrohullámú ködnek" nevezett, az égbolt sok területéről érkező diffúz sugárzás értelmezésében, és ennek a hátterében lévő, illetve a vele összemosódó objektumok azonosításában.

A rho Ophiuchus térségében mutatkozó ködösség eltérő hullámhosszokon készült felvétele (balra) és az ezekből összeállított kompozit kép (jobbra). A térségben jelenleg is csillagkeletkezés zajlik, a sugárzás jelentős része gyorsan pörgő porszemektől származik (ESA/Planck Collaboration)

A Planck-űrtávcső segítségével sikerült a nyomára bukkanni egyébként láthatatlan galaxisoknak is, amelyek sűrű portakaróba burkolóztak. Sok ilyen csillagváros belsejében legalább tízszer, de akár ezerszer is gyorsabb ütemben keletkeztek a csillagok, mint az jelenleg a Tejútrendszerben megfigyelhető.

Új galaxishalmazok azonosításában is közreműködött a Planck. A kozmikus háttérsugárzás eloszlásának vizsgálata alapján, 189 távoli galaxis szuperhalmazt (tehát galaxishalmazok halmazát) azonosítottak, amelyek közül mintegy 30 eddig ismeretlen volt. Ezeket az objektumokat első alkalommal sikerült az úgynevezett Szunyajev-Zeldovics-effektus révén megtalálni. Ennek lényege, hogy a kozmikus sugárzás fotonjai kölcsönhatásba lépnek az ilyen galaxishalmazokban lévő forró intergalaktikus (tehát csillagvárosok közötti) plazma elektronjaival. A folyamat keretében a galaxishalmazon áthaladó kozmikus háttérsugárzás fotonjai energiát kapnak, és megváltozik a hullámhosszuk - ez alapján lehet korábban ismeretlen galaxishalmazokat, illetve szuperhalmazokat is azonosítani. Az eddigi eredmények alapján, a Planck által használt módszer a legnagyobb tömegű galaxishalmazok azonosításában a legjobb.

A Planck-űrszonda által azonosított, korábban ismeretlen galaxis szuperhalmaz, a PLCK G214.6+37.0 jelű csoport, amelyet a fent említett effektusnak megfelelően, a kozmikus háttérsugárzás jellemzői alapján találtak(balra) és ugyanennek a halmaznak a képe a röntgen tartományban (jobbra) (ESA/Planck Collaboration, XMM-Newton)

A Planck-űrszonda a tervek szerint 2012-ig üzemel, de működése során a fogyatkozó hűtőfolyadék miatt egyre zajosabb adatokat fog termelni, ennek megfelelően egyre több munkát igényel majd az adatok feldolgozása és értelmezése. (A hűtőfolyadék utántöltése az űrszonda távoli helyzete miatt gyakorlatilag lehetetlen, illetve irreálisan magas költséggel járna - ezért eleve korlátozott élettartammal számoltak a tervezésekor.) További eredmények és képek az ESA honlapján találhatók a küldetésről.

A Planck-űrtávcső

A Planck-űrteleszkóp 4,2 méteres, 1,9 tonnás űreszköz, távcsöve 1,5 méter átmérőjű úgynevezett Gregorian-rendszerű teleszkóp. A sugárzást a 27 GHz és 1 THz közötti tartományban gyűjti, majd azt két detektora méri: az LFI (Low Frequency Instrument) 30-70 GHz között, a HFI (High Frequency Instrument) pedig 100-857 GHz között dolgozik.

Méréseinek térbeli felbontása 10 ívperc körüli, a hőmérsékleti értékeket pedig milliomod fok pontossággal tudja megállapítani. A széles frekvenciatartomány miatt, az égbolt különböző részeiről érkező sugárzásokat is érzékeli, képes a galaxisunk alkotta "előtérsugárzást" és a távolabbról származó, ősi háttérsugárzást elkülöníteni.

Áttekintés a Planck-űrtávcső küldetéséről (ESA)