Планк — космическа обсерватория на ЕКА за космическия микровълнов фон

Открийте мисията Планк на ЕКА — подробни карти на космическия микровълнов фон и най-точните измервания на тъмна материя, възрастта и структурата на Вселената.

"Планк" е космическа обсерватория, управлявана от Европейската космическа агенция (ЕКА) от 2009 до 2013 г. Тя беше изстреляна на 14 май 2009 г. с ракета Ariane 5 от космодрума в Куру (Френска Гвиана) и работеше от зоната около втория Лагранжев пункт (L2) на системата Земя–Слънце, където има стабилни условия за наблюдения на фоновото излъчване.

Той картографира анизотропиите на космическия микровълнов фон (КМВ) на микровълнова и инфрачервена честота с висока чувствителност и малка ъглова разделителна способност. Мисията правеше многократни пълни карти на небето в широк честотен диапазон, което позволи да се отделят сигналите от самия КМВ и от галактическия и екстрагалактическия прах и други предизвикващи смущения източници.

Мисията подобри наблюденията, направени от сондата на НАСА за микровълнова анизотропия "Уилкинсън" (WMAP). Planck предостави основен източник на информация за космологията и астрофизиката. Тя провери теориите за ранната Вселена и за произхода на космическата структура.

Инструменти и технически характеристики

Planck носеше два основни комплекта детектори:

• Low Frequency Instrument (LFI) — работеше на 30, 44 и 70 GHz и използваше радиометри с охлаждане до стотици миликeловини.
• High Frequency Instrument (HFI) — покриваше 100, 143, 217, 353, 545 и 857 GHz с болометри, охлаждани до около 0.1 K за максимална чувствителност.

Общият честотен обхват (30–857 GHz) и комбинацията от инструменти позволиха разделяне на КМВ от галактически емисии (прах, синхротрон, фрее–фрий) и екстрагалактически източници. Ъгловата разделителна способност достигаше стойности до около 5 аrcmin при най-високите честоти, а високата чувствителност позволи измерване на спектралната мощност на анизотропиите до високи мултиполи (l).

Работен период и край

HFI работеше до изчерпването на криогенното охлаждащо средство и прекрати научните си наблюдения в началото на 2012 г., след което LFI продължи да събира данни до 2013 г. Официалното прекратяване и деактивиране на апарата стана през 2013 г., след което данните бяха обработени и публикувани в няколко основни набора (междинни и окончателни релийзи).

Научни продукти и каталози

Planck произведе множество научни продукти, които са публично достъпни и широко използвани от общността:

• висококачествени карти на температурните и поляризационни анизотропии на КМВ;
• компонентно разделяне и карти на галактическия прах и други предизвикващи смущения;
• Каталог на компактни източници (PCCS) и каталози на галактики и купове, открити чрез ефекта Sunyaev–Zeldovich (PSZ);
• карти на космичния инфрачервен фон (CIB) и статистически продукти като спектъра на мощността и крос-корелации със външни каталози.

Ключови научни резултати

След края на мисията си "Планк" е направил най-точните измервания на няколко ключови числа. Сред тях са средната плътност на обикновената и тъмната материя във Вселената и възрастта на Вселената. Резултатите от мисията включват:

• Много прецизни стойности на космологичните параметри, които потвърдиха рамката на стандартния ΛCDM модел: Вселената е съставена предимно от тъмна енергия и тъмна материя, а обикновената (барионна) материя е само малък процент от общата енергийна плътност (приблизително 5% обикновена материя, ~27% тъмна материя и ~68% тъмна енергия като груби относителни стойности).
• Възрастта на Вселената е оценена на приблизително 13.8 милиарда години.
• Дадени са строги ограничения върху параметри като скоростта на разширение (H0), спектралния наклон на първичните флуктуации (n_s < 1), и върху възможни допълнителни компоненти като масата на неутриното и броя на ефективните релативистични видове.
• Потвърждение, че първичните флуктуации са близо до гаусовски и почти скалирово инвариантни, което подкрепя космологичните модели на инфлация. В същото време бяха идентифицирани някои по-слаби аномалии при много големи ъглови скали, чиято природа остава предмет на дискусия.
• Критично участие в оценката на поляризационния сигнал на галактическия прах, което доведе до по-правилна интерпретация на предишни резултати, свързани с търсенето на примордиални B-моди (напр. в обсъжданията около резултатите на BICEP2).

Релийзи на данните и наследство

Данните от Planck бяха публикувани в няколко основни комплекта (между които релийзи през 2013, 2015 и окончателния релийз през 2018 г.), съдържащи карти, каталози, спектри и повечето нужни продукти за космологичен и астрофизичен анализ. Резултатите и данните от мисията имат дългосрочно значение като референтни стойности за бъдещи мисии и наблюдения и оставят богато наследство за проучването на ранната Вселена и междузвездната среда.

В обобщение, Planck е една от най-важните космологични мисии на XXI век — тя повиши точността на нашето познание за основните параметри на Вселената, подобри картографирането на галактическите и екстрагалактическите емисии и остави голям набор от данни и каталози за по-нататъшни изследвания.

Въпроси и отговори

В: Какво е бил Планк?

В: Какво наблюдаваше Планк?

В: С какво "Планк" подобри предишните наблюдения?

В: Каква беше целта на мисията на Планк?

В: Какви измервания е направил "Планк" след края на мисията си?

В: Работи ли все още "Планк"?

В: Какъв значителен принос има "Планк" в областта на астрофизиката?

Търсене по буква