En parcourant le ciel par micro-ondes, la mission Planck a obtenu ses toutes premières images d'amas de galaxies et a trouvé un superamas inconnu auparavant qui figure parmi l'un des plus grands objets de l'Univers. Le superamas a un effet sur le fond des micro-ondes cosmiques et les distorsions observées du spectre CMB sont utilisées pour détecter les perturbations de densité de l'univers, en utilisant ce que l'on appelle l'effet Sunyaev-Zel’dovich (SZE). C'est la première fois qu'un superamas est découvert à l'aide du SZE. Dans un effort de collaboration, le vaisseau spatial XMM Newton a confirmé la découverte des rayons X.
L’effet Sunyaev-Zel’dovich (SZE) décrit le changement d’énergie que subissent les photons CMB lorsqu’ils rencontrent un amas de galaxies lorsqu'ils se dirigent vers nous, ce qui imprime une signature distinctive sur le CMB lui-même. Le SZE représente un outil unique pour détecter les amas de galaxies, même à un redshift élevé. Planck est capable de regarder à travers neuf fréquences micro-ondes différentes (de 30 à 857 GHz) pour éliminer toutes les sources de contamination du CMB, et au fil du temps, fournira ce que l'on espère être l'image la plus nette du premier Univers jamais.
"Alors que les photons fossiles du Big Bang traversent l'Univers, ils interagissent avec la matière qu'ils rencontrent: lors d'un voyage à travers un amas de galaxies, par exemple, les photons CMB dispersent les électrons libres présents dans le gaz chaud qui remplit l'amas", a déclaré Nabila Aghanim de l'Institut d'Astrophysique Spatiale à Orsay, en France, un membre éminent du groupe de scientifiques de Planck enquêtant sur les grappes SZE et les anisotropies secondaires. "Ces collisions redistribuent les fréquences des photons d'une manière particulière qui nous permet d'isoler le cluster intervenant du signal CMB."
Étant donné que les électrons chauds de l'amas sont beaucoup plus énergétiques que les photons CMB, les interactions entre les deux entraînent généralement la diffusion des photons vers des énergies plus élevées. Cela signifie qu'en observant le CMB en direction d'un amas de galaxies, on observe un déficit de photons de basse énergie et un surplus de photons plus énergétiques.
Le signal SZE du superamas nouvellement découvert provient de la somme du signal des trois groupes individuels, avec une contribution supplémentaire possible d'une structure filamentaire inter-groupes. Cela fournit des indices importants sur la distribution du gaz à très grande échelle, ce qui est également crucial pour tracer la distribution sous-jacente de la matière noire.
«Les observations de XMM-Newton ont montré que l'un des clusters candidats est en fait un superamas composé d'au moins trois amas massifs individuels de galaxies, que Planck n'aurait pas pu résoudre à lui seul», a déclaré Monique Arnaud, qui dirige le groupe Planck après des sources avec XMM-Newton.
«C'est la première fois qu'un superamas est découvert via le SZE», a déclaré Aghanim. "Cette découverte importante ouvre une toute nouvelle fenêtre sur les superamas, qui complète les observations des galaxies individuelles qui s'y trouvent."
Les superamas sont de grands assemblages de groupes et d'amas de galaxies, situés aux intersections de feuilles et de filaments dans la toile cosmique vaporeuse. Alors que les amas et les superamas tracent la distribution de la matière lumineuse et de la matière sombre dans tout l'Univers, leur observation est cruciale pour sonder comment les structures cosmiques se sont formées et ont évolué.
Le premier levé Planck tout ciel a commencé à la mi-août 2009 et s'est achevé en juin 2010. Planck continuera de recueillir des données jusqu'à la fin de 2011, période pendant laquelle il effectuera plus de quatre balayages tout ciel.
L'équipe Planck analyse actuellement les données du premier levé aérien pour identifier les amas de galaxies connus et nouveaux pour le premier catalogue Sunyaev-Zel’dovich, qui sera publié en janvier 2011.
Source: ESA
