février 4, 2023

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Les enquêtes galactiques aident à rechercher les signatures de l’inflation cosmique

En mars 2014, des scientifiques en collaboration avec le BICEP2 ont annoncé que leur télescope près du pôle sud avait détecté la signature d’ondes gravitationnelles qui ont pris naissance pendant l’époque inflationniste, l’expansion soi-disant rapide de l’univers nouveau-né. La preuve est venue sous la forme d’une torsion, la soi-disant BPolarisation dans le fond diffus cosmologique. Mais dans les mois qui ont suivi, l’affirmation de l’équipe s’est effondrée car il est devenu clair que l’interprétation des données ne tenait pas compte de la polarisation transmise au rayonnement par les sources de premier plan, en particulier la poussière galactique (voir la physique aujourd’huidécembre 2014 p8). Bien qu’il existe des cartes du ciel de la polarisation des micro-ondes de planche et le Sonde de contraste micro-onde Wilkinson (WMAP), la saga BICEP2 a montré la nécessité de mesures supplémentaires pour parvenir à des conclusions cosmologiques solides.

L’aide est maintenant arrivée. À l’aide de cinq années d’observations de deux télescopes à l’observatoire du Teide aux îles Canaries, des chercheurs de Collaboration QUIJOTE a publié une série de cartes d’intensité et de polarisation des micro-ondes caractérisant les sources galactiques de polarisation. Les cartes du ciel du nord révèlent une polarisation à 10-20 GHz, qui est une bande de fréquence inférieure à la bande de fréquence balayée par planche Et WMAP. Les fréquences QUIJOTE sont particulièrement utiles pour déterminer la polarisation du rayonnement synchrotron produit par des électrons relativistes tirés dans des trajectoires courbes par les champs magnétiques de la Voie lactée. Outre l’émission de poussière galactique, le rayonnement synchrotron est l’un des principaux contributeurs à la polarisation locale des micro-ondes. Les chercheurs de QUIJOTE ont découvert que les émissions synchrotron apportent une contribution relativement faible à B Les modèles mais aussi ceux des modèles de ces émissions doivent être améliorés.

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Carte de polarisation du ciel du nord.
Les lignes sur cette carte des émissions de micro-ondes à 11 GHz dans le ciel du nord indiquent la direction du champ magnétique de la galaxie. Les couleurs plus rouges reflètent un rayonnement d’intensité plus élevée. Crédit : Collaboration QUIJOTE

Les cartes devraient compléter celles de planche Et WMAP Pour aider à limiter les mesures rudimentaires B Techniques. Alors même que les futurs projets, dont l’observatoire Simmons et CMB-S4, sont plus précis que jamais B-En mode Mesures, vous vous fierez toujours à des cartes comme QUIJOTE pour supprimer les contributeurs au premier plan.

Les données de QUIJOTE seront également utilisées à des fins autres que la cosmologie. Dans une série d’articles, les chercheurs ont analysé les contributions de polarisation de sources micro-ondes spécifiques, y compris Le centre de la Voie Lactée. Les mesures de polarisation peuvent aider à évaluer les modèles de matière noire qui prédisent un signal micro-onde provenant du centre galactique, où la densité de matière noire devrait être élevée. (JA Rubiño-Martín et al., Lundi. Non. R.Astron. compagnie 5193383, 2023.)