Planck-observatoriet og kosmisk bakgrunnsstråling

Den europeiske romorganisasjonen ESAs romteleskop Planck observerte den kosmiske mikrobølge-bakgrunnsstrålingen med større oppløsning og følsomhet enn tidligere.

Planck-observatoriet og kosmisk bakgrunnsstråling
ESA.
Lisens: Begrenset gjenbruk

Planck-romobservatoriet var et romobservatorium som observerte den kosmiske bakgrunnsstrålingen som oppsto med big bang for omkring 13,8 milliarder år siden.

Faktaboks

Også kjent som

Planck-romteleskopet, Planck

Planck-romobservatoriet er oppkalt etter den tyske fysikeren Max Planck (1858–1947), som blant annet var kvanteteoriens grunnlegger, og som i 1918 ble tildelt Nobelprisen i fysikk.

Drift

Universets energiinhold

%
mørk energi 68
mørk materie 27
vanlig materie 5
Kilde: Planck-kollaborasjonen (2018)

Observatoriet ble driftet av den europeiske romfartsorganisasjonen ESA. Det ble skutt opp 14. mai 2009 sammen med Herschel-romteleskopet, og var i observasjonell drift frem til oktober 2013.

Kosmisk bakgrunnsstråling

Formålet til romobservatoriet Planck var å utføre målinger av den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Slike målinger hadde vært utført fra rommet tidligere, spesielt med NASAs to romteleskoper COBE og WMAP. Plancks målinger hadde bedre oppløsning og følsomhet; Planck kunne registrere temperaturforskjeller på noen få milliondeler av en grad. Planck foretok også målinger over flere frekvenser enn forgjengerne, og kartla hele himmelkulen i ni frekvensbånd fra 30 GHz til nesten 900 GHz samtidig.

Resultater

Kosmisk bakgrunnsstråling
Strålingen fra universets opprinnelse hadde opprinnelig en energi som tilsvarte flere milliarder grader Celsius, men den er nå blitt avkjølt til –270 °C, bare 3 grader over det absolutte nullpunkt, og man observerer den typisk på bølgelengder i millimeter- og centimeter-området.
Av /ESA.

Planck skaffet informasjon blant annet om universet på et veldig tidlig stadium (kun 380 000 år gammelt), om mørk materie og om mørk energi. Med observasjonene fra Planck kunne man bestemme universets materie- eller energiinnhold mer nøyaktig enn tidligere, og man fant ut at universet består av 27 prosent mørk materie, 68 prosent mørk energi, og kun 5 prosent vanlig materie.

For å få til dette måtte instrumentene holdes ved meget lave og stabile temperaturer ned til noen få tiendedels grader over det absolutte nullpunktet.

Oppskytning og bane

Oppskytning av Planck
Oppskytningen av Planck i 2009 med en Ariane 5 bærerakett fra Kourou i Fransk Guyana.
ESA - S. Corvaja, 2009.

Oppskytningen skjedde fra Kourou i Fransk Guyana med en Ariane 5 ECA. Bæreraketten sendte romobservatoriet mot L2 (Lagrange-punkt 2), som ligger på en linje gjennom Solen og Jorden omtrent 1,5 millioner kilometer fra Jorden og på motsatt side av Solen. Her gikk Planck i en bane med en gjennomsnittsavstand på omtrent 400 000 kilometer fra det imaginære L2-punktet.

Planck fakta
Masse ved oppskyting 1950 kilo
Dimensjoner Høyde 4,2 meter, diameter 4,2 meter
Bærerakett Ariane 5 ECA
Oppskyting 14. mai 2009 fra Guyana-romsenteret, Kourou, Fransk Guyana
Teleskop Primærspeil 1,9 meter x 1,5 meter
Instrumenter LFI (Low Frequency Instrument), seks frekvensbånd i observasjonsområdet 30–70 GHz HFI (High Frequency Instrument), tre frekvensbånd i observasjonsområdet 100–850 GHz
Stabilisering Spinn, én omdreining per minutt

Instrumenter

Planck hadde to instrumenter som målte den kosmiske bakgrunnsstrålingen i to forskjellige frekvensområder: LFI (Low Frequency Instrument) og HFI (High Frequency Instrument).

LFI målte strålingen i tre frekvensbånd mellom 30 og 70 GHz. Instrumentet var en såkalt HEMT (High Electron Mobility Transistor) noe som tilsvarer en transistor i en radio, den forsterker signalet og konverterer det til elektrisk spenning. LFI ble konstruert og bygd i et internasjonalt samarbeid der Norge deltok.

HFI målte strålingen i seks frekvensbånd mellom 100 og 850 GHz. Instrumentet var et bolometer, det vil i praksis si et veldig sensitivt termometer. Siden dette instrumentet er så sensitivt til små temperaturendringer, må instrumentet ha en veldig stabil og lav temperatur. Ved hjelp av helium ble faktisk deler av HFI-instrumentet kjølt ned til en tidels grad over det absolutte nullpunktet (0,1 kelvin som tilsvarer –273 °C ).

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg