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Communiqués de presse

 

Paris, le 13 février 2001

 

Archeops : un ballon stratosphérique pour la cartographie du fond de rayonnement cosmologique

 

Archeops, ballon stratosphérique destiné à la cartographie du fond de rayonnement cosmologique, a effectué avec succès son premier vol scientifique le 29 janvier 2001, à partir de la base de lancement suédoise d’Esrange, près de Kiruna. Après avoir volé durant 7h30 à 31,5 km d’altitude, la nacelle expérimentale a été décrochée puis récupérée sans dommages en Russie. Des physiciens de trois départements scientifiques du CNRS(1) participent activement à cette expérience, qui rassemble des chercheurs français, italiens, britanniques et américains.

 

L’expérience Archeops a pour but la mesure du rayonnement fossile émis par l’Univers, environ 300 000 ans après le big-bang. Son étude est essentielle pour obtenir des informations cosmologiques plus précises. L’Univers s’était alors suffisamment refroidi pour qu’électrons et protons se combinent et donnent naissance à des atomes neutres, permettant ainsi à la lumière de se propager jusqu’à nous. Ce rayonnement nous apparaît aujourd’hui comme venant d’un corps noir à la température de 2,7 Kelvin(2), du fait de l’expansion de l’Univers. La mesure des fluctuations spatiales de la température de ce rayonnement permet de déterminer, en comparant aux modèles cosmologiques, les différents paramètres fondamentaux de l'Univers (densité, courbure, âge) et de comprendre la formation des amas et galaxies observables.

L’expérience "nouvelle génération" Archeops est réalisée au moyen d’un télescope doté d’instruments très sensibles, opérant près du zéro absolu et qui permettent des mesures de très faibles fluctuations de température. Le télescope, suspendu sous un ballon stratosphérique afin de s’affranchir autant que possible des effets atmosphériques, tourne sur lui-même à 2 tours par minute afin de balayer le ciel.

Des détecteurs très sensibles mesurent l'élévation de température d'une grille absorbante soumise au rayonnement afin de caractériser les fluctuations étudiées : ce sont des bolomètres, développés aux États-Unis, refroidis à 100 millikelvin (mK) au moyen d’un cryostat à dilution réalisé au Centre de recherche sur les très basses températures (CRTBT) du CNRS à Grenoble. Le télescope de 1,5 mètre permet d’obtenir une résolution angulaire de 8 minutes d’arc environ : elle est cinquante fois supérieure à celle mesurée par Cobe, satellite lancé il y a une dizaine d’années.

Un premier vol technique à Trapani en Sicile, en juillet 1999, a permis de cartographier 15 % du ciel à trois longueurs d’onde. Il a démontré la faisabilité de l’utilisation de bolomètres à 100 mK, refroidis par un cryostat à dilution, dans une expérience embarquée. Archeops s’est envolé le 29 janvier de la base d’Esrange en Suède pour une série complète de mesures. Le vol s’est effectué au nord du cercle arctique afin d’être le moins possible gêné par la lumière du soleil grâce à la nuit polaire et a permis une couverture du ciel de 25 %, bien supérieure à celle d’autres expériences. Les conditions météorologiques ont limité le vol à 7h30, jusqu’aux contreforts de l’Oural. Les données ont été récupérées, acheminées en Suède, puis en France, et une première lecture a permis d’en vérifier la qualité ; leur analyse nécessitera plusieurs mois de travail aux équipes qui en seront chargées.

L’implication des équipes du CNRS dans ce projet international est multiple : conception du cryostat et de l’électronique de bord, outils d’étalonnage, enregistreur de bord et traitement des données.

Archeops est une première étape utilisant les techniques qui seront mises en œuvre dans le satellite Planck. Ce satellite européen de l’Agence spatiale européenne, dont le lancement est prévu en 2007, permettra une cartographie complète du rayonnement fossile émis par l’Univers.

 

(1) Département des Sciences physiques et mathématiques, Institut national des Sciences de l’Univers, Institut national de Physique nucléaire et de Physique des Particules, ainsi que des physiciens du CEA. Pour la partie française de l’expérience, les soutiens financiers viennent du CNES, du CNRS (départements scientifiques et Programme national de Cosmologie) et de la Région Rhône-Alpes.
(2) Le Kelvin est l’unité de mesure de température absolue : 0 Kelvin = -273°C

 

Pour en savoir plus

Contact chercheur

  • SPM : Alain Benoît
  • IN2P3 : Yannick Giraud-Héraud
  • INSU : Frnçois-Xavier Désert

Contact communication

  • IN2P3 : Geneviève Edelheit

Contact presse

  • CNRS : Martine Hasler, Tél : 01 44 96 46 35
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