ERCSC = Early Release Compact Source Catalogue : Premières données de Planck publiques

Le 12 janvier 2011, les consortia HFI et LFI ont publié le premier catalogue de sources compactes, accompagné d’une série de vingt-cinq articles scientifiques basés sur l’observation du premier ciel complet par Planck. Ce catalogue est mis en ligne par l’ESA. Une série de huit articles présentent le fonctionnement en vol du satellite et de ses instruments, les données et leur analyse ainsi que le contenu du catalogue. En parallèle, dix-sept articles décrivent les résultats des premières exploitations scientifiques de ces sources et des premières cartes.

ERCSC : 11 catalogues en 1

Sous le nom d’ERCSC se cachent en réalité onze catalogues. La collaboration a pu extraire des observations neuf cartes : trois à 30, 44 et 70 GHz en utilisant les mesures des radiomètres de l’instrument LFI et six à 100, 143, 217, 353, 545 et 857 GHz à partir des mesures des bolomètres de l’instrument HFI. À chaque carte correspond ainsi un catalogue.

C’est la plus grande couverture en fréquence d’un ensemble de catalogues jamais obtenue avec un seul télescope couvrant tout le ciel. C’est de plus le premier inventaire de sources submillimétriques sur l’ensemble de la voûte céleste. Ce sont au total plus de 15 000 sources compactes uniques qui sont présentes dans ce catalogue !

Deux autres catalogues dédiés l’accompagnent :

• Un catalogue de près de 200 amas et superamas de galaxies détectés par leur empreinte laissée sur le rayonnement fossile : le catalogue ESZ pour Early Sunyaev-Zeldovich catalogue,
• Un catalogue de près de 1000 cœurs de nuages moléculaires froids, c’est-à-dire à des températures inférieures à celle du milieu poussiéreux ambiant dans la Voie Lactée, soit 14 kelvins (-259 °C) : le catalogue ECC pour Early Cold Cores catalogue.

Pourquoi publier un premier catalogue maintenant ?

La publication de ces données permet à l’ensemble de la communauté astrophysique d’avoir accès à la position et aux flux dans un large domaine de fréquence, de l’infrarouge lointain au millimétrique. Chacun peut donc croiser ces informations avec d’autres catalogues ou programmer des observations complémentaires, dans d’autres « couleurs », afin de mieux comprendre ses sources de prédilection.

Il fallait impérativement publier ce catalogue le plus rapidement possible afin de profiter de la synergie avec le satellite européen Herschel, qui a partagé la coiffe d’Ariane avec Planck le 13 mai 2009. Ce satellite observe de l’infrarouge lointain à l’infrarouge proche avec une très bonne résolution spatiale. Il peut donc voir facilement des détails dans la structure des objets qui sont inaccessibles à Planck ! La durée de vie d’Herschel est limitée par la consommation d’hélium 4 par son cryostat, il était donc urgent de « dire » au satellite Herschel où regarder, afin de mieux cerner la nature de nombreuses sources découvertes par Planck.

Mais il n’était pas possible de fournir des informations fiables plus tôt : le premier relevé complet du ciel s’est achevé le 3 juin 2009, les cartes par fréquence construites le 17 juillet et les cartes avec le rayonnement fossile soustrait, données de base pour la recherche des sources, le 2 août. Ensuite a eu lieu tout le travail indispensable pour extraire, mais aussi valider ces sources, en faire les premières exploitations scientifiques et écrire les vingt-cinq articles mis en ligne le 12 janvier ... Même si toutes ces tâches se préparaient depuis fort longtemps, les derniers mois ont été intenses pour les Planckiennes et les Planckiens !

Le catalogue complet, qui comptera typiquement 10 fois plus de sources, fera partie des données rendues publiques fin 2012 ou début 2013. Ce premier catalogue est déjà conséquent, mais ce n’est qu’une toute petite partie des résultats de Planck. Et pourtant il y a déjà beaucoup à dire …

Quelles sont ces sources ?

Plus de 10 000 sources galactiques

Toutes ces sources sont très brillantes car elles doivent se détacher d’un plan galactique très encombré. De la première carte complète du ciel, on a pu isoler les parties les plus denses et les plus froides du milieu interstellaire : cœurs froids de nuages moléculaires ou étoiles entourées d’une coquille de poussière par exemple.

Pour toutes ces sources, on mesure l’émission thermique de la poussière et donc elles sont vues presque exclusivement par l’instrument haute fréquence HFI.

 

Position des sources galactiques du catalogue ERCSC détectées par Planck.

Crédit vignettes : ESA-consortia HFI/LFI

 

Sources extragalactiques détectées directement

Optimisé pour détecter les objets froids, ce catalogue est un véritable zoo de sources extragalactiques.

Ces galaxies sont assez proches et permettent d’observer l’Univers au cours des quelques derniers milliards d’années. Elles « brillent » dans différentes couleurs selon nature :

Les mesures de Planck sont combinées à d’autres mesures en radio, infrarouge, visible, ultraviolet, X, gamma pour mieux comprendre la physique des ces objets. Les radio-galaxies et les blazars sont des sources d’intensité variable : de nombreux efforts sont faits afin d’obtenir des observations en visible et en radio simultanées aux observations de Planck.

 

Positions des sources extragalactiques placées sur la carte du premier relevé complet du ciel par Planck en coordonnées galactiques. Les « tâches » jaunes dans la partie inférieure de la carte correspondent aux Nuages de Magellan.

Crédit vignettes : ESA-consortia HFI/LFI

 

Sources extragalactiques détectées indirectement par effet Suyaev-Zeldovich

On ne mesure pas directement la lumière émise par ces objets mais la déformation qu’ils produisent sur les cartes du rayonnement fossile. Ces sources sont détectées avec des algorithmes dédiés qui utilisent le fait que l’on connaît la proportion du flux qui est présent dans chacune des cartes par fréquence. Ainsi il est possible de trouver de façon fiable des objets qui sont peu visibles sur les cartes individuelles. Avant Planck, seules quelques dizaines d’amas avaient été détectées par effet SZ. Alors que le premier amas, proche et bien connu, a été détecté dès septembre 2009, les données sont à présent d’une qualité suffisante pour permettre une recherche en aveugle des « candidats SZ ». Ce n’est qu’après l’établissement de cette liste que ces candidats sont comparés aux catalogues existants, en X (détection directe de l’émission thermique du gaz chaud inter-amas) ou dans le visible (détection directe de la lumière des étoiles des galaxies de l’amas).

Distribution des sources ESZ :

 

Carte en coordonnés galactiques des amas du catalogue ESZ. En bleu, les amas connus, en vert les amas découverts par Planck et confirmés en X et en rouge les candidats amas découverts par Planck. La bande bleue correspond au plan galactique masqué pour des latitudes inférieures à 14 degrés.

Crédit vignettes : ESA-consortia HFI/LFI

 

Pour en savoir Plus :

• Actu ERCSC
• Actu ciel complet
• Le catalogue ERCSC (en anglais)