Planck ska lyssna till Ursmällen

av Ragnhild Artimo Forum 2007-05, sida 35-37, 24.05.2007

Taggar: Personer: Anne Lähteenmäki Organisationer: ESA Teman: satellit

FORUM FÖR EKONOMI OCH TEKNIK NR 5 2087

PLANCK PÅ PLATS.

Planck ska placeras ibanaiL2, den andra Lagrangepunkten 1,5 miljon kilometer från jorden (bildens blåa klot).

Planck ska lyssna till Ursmällen

Hur blev universum till? Vad händer med det i framtiden? Planck ska ge svar på dessa frågor genom att med hög precision kartlägga variationer i den kosmiska bakgrundsstrålningen från Ursmällen.

RAGNHILD ARTIMO TEXT

X När ESA:s sond PLANCK i slutet av sommaren 2008 skjuts upp med bärraketen Ariane-5 har rymdorganisationen och dess medlemsländer jobbat över tolv år på projektet - och 90 år har förflutit sedan MAX PLANCK, kvantteorins fader, som sonden getts namn efter, fick motta Nobelpriset i fysik.

Planck ska med större “lyhördhet? än föregångarna CcoBE och wmAP kartlägga de ytterst små variationer i den kosmiska bakgrundsstrålningen som ger en bild av vad som hände efter Ursmällen, av hur universum formades, och av dess uppbyggnad.

Data från Planck ska ge grund för bestämning av Hubbles konstant — universums ”utvidgningstakt” — och underlag för att fastslå universums ålder. Rönen från COBE (som GEORGE SMOOT OCh JOHN MATHER fick Nobelpriset ifysik för 2006) och WMAP indikerade att Ursmällen skulle ha skett för 13,7 miljarder år sedan men nyare data verkar peka mot något högre ålder.

CMB är “universums DNA! Den kosmiska bakgrundsstrålningen, Cosmic Microwave Background radiation, CMB, härrör sig från

Ursmällen, och har — då universum utvidgats under miljarder år - övergått från synligt ljus tillkortvågsradiostrålning inom det elektromagnetiska spektret, och småningom svalnat till ungefär 2,7 kelvin.

Då CMB upptäcktes på 1960-talet föreföll strålningen vara likadan överallt. Beräkningar indikerade emellertid variationer på basis av hur materien är fördelad i universum. Dessa pyttesmå variationer lyckades man inte tillräckligt noggrant uppmäta med radioteleskop på jorden. NASA:s COBE-satellit gav 1992 mätresultat som bekräftade va ”Planck väntas också kasta nytt ljus över mörk energi och dess natur. riationer i bakgrundsstrålningen, och ännu större precision gav NASA:s CMB-karta från WMAP 2003.

Planck ska analysera den kosmiska bakgrundsstrålningen - som kallats ”universums DNA? - med hittills oöverträffad precision, ge ny kunskap om universums tidigaste utvecklingsskeden och ‘visa” hur galaxer formades ur det heta urgasklotet.

Kosmologisk nyckel. Forskarvärlden väntar otåligt på de data Planck kommer att förmedla —- de första ”världsalltskartorna” ska kunna sammanställas ett år efter uppskjutningen. Planck väntas ge en nyckel till de stora kosmologiska frågorna.

”Optimalt betyder det att man kommer att kunna definiera de kosmologiska grund FORUM FÖR EKONOMI OCH TEKNIK NR 5 2087

KOORDINATOR.

Anne Lähteenmäki, akademiforskare vid Metsähovi radioforskningsstation, koordinerar de finländska vetenskapliga Planck-aktiviteterna.

parametrarna och modellerna med dramatiskt större tillförlitlighet än WMAP”, konstaterar ANNE LÄHTEENMÄKI, akademiforskare vid TEKNISKA HÖGSKOLANS fristående institution METSÄHOVI RADIOFORSKNINGSSTATION Och koordinator för de finländska vetenskapliga Planck-insatserna.

”Planck väntas också kasta nytt ljus över mörk energi och dess natur. Förutom bakgrundsstrålningen gör Planck observationer av alla radiokällor i förgrunden, exempelvis kvasarer, som är aktiva galaxer med svarta hål isina centra”

Särskilt värdefull är enligt Lähteenmäki kartläggningen av kvasarer med Plancks högre frekvenser: tidigare skanningar av extragalaktiska källor har endast gjorts med frekvenser på under 8 GHz. Planck svepe > PLANCK HAR HYPERHÖRSEL pan hittil ner iden ko: = inkluderar et ncerade komponer

LFI-radiomotlagaren är fi komponente en prislapp på 8 miljoner euro.

över hela himlen med nio våglängder inom spektret 27 GHz-1 THz.

”Planck kommer enligt nuvarande planer att kartlägga hela himlavalvet tre eller fyra gånger. Då dessa mätresultat matchas mot gjorda mätningar på andra våglängder, får man tillgång till resultat som täcker kompletta spektra. Tätare frekvensnät och nya våglängder ger möjlighet att “putsa bort” punktvisa radiokällor från CMB-kartan, men kan också leda till upptäckt av helt nya radiokällor — nya celestiala objekt.”

Lähteenmäki har varit involverad i Planck sedan hon 1999 doktorerade, och räknar med att fokusera sitt vetenskapliga arbete på detta projekt cirka fem år framåt.

”Varje mätrunda Planck utför tar ett halvår”, säger hon. ”Man räknar med att en slutlig

FORUM FÖR EKONOMI OCH TEKNIK NR 5 2087

CMB-karta kan sammanställas cirka 36 månader efter uppskjutningen”

Förutom Metsähovi radioforskningsstation är forskare vid TUORLA OBSERVATORIUM, HELSINGFORS UNIVERSITETS OBSERVATORIUM, HELSINGFORS UNIVERSITET OCh FORSKNINGSINSTITUTET FÖR FYSIK (HIP) knutna till Planck-projektet.

Precisionsinstrument för distansarbete. Huvudentreprenör för Planck är ALCATEL ALENIA SPACECRAFTS i Cannes med industriella och vetenskapliga underleverantörer i Europa och USA. Sonden är 4,5 meter bred, 4 meter hög, och startvikten är 1,8 ton. Bara vetenskapliga muskler, inget fett. Kilopriset ligger runt 5,5 miljoner euro.

”Bland de dyraste bitarna — en halv miljard euro per kilo - är halvledarchipen i deni Finand utvecklade lågfrekvensmottagarens förstärkare”, säger professor JUSSI TUOVINEN vi s 5 3

MilliLab, vtT:s och Tekniska högskolans gemensamma laboratorium för millimetervågteknik och ESA:s specialkunskapsenhet inom millimetervågteknik.

Tuovinen initierade Planck-arbetet i Finland 1996, och har lett det teknologiska utvecklingsarbetet på denna avancerad aAnNnNon ”rymdradio! Det finska företaget ELEKTROBIT MICROWAVE har byggt och testat den.

Största utmaningarna i Planck-projektet, som MilliLab engagerades i för tio år sedan, anser Tuovinen vara lågfrekvensmottagarens extrema stabilitetskrav och brusets ultrasensitivitet.

”Det gäller att mäta extremt små variationer hos en extremt svag signal — och detta på 1,5 miljoner kilometers avstånd”, säger Tuovinen.

Den nya kunskap arbetet ackumulerat hos MilliLab har också en ”andrahandsmarknad’: teknologin lämpar sig bland annat för millimetervågkameror för säkerhetskontroll som baseras på genomlysning av kläder. I trådlös telekom kan man också utnyttja denna utveckling inom 70-GHz-frekvensområdet.

De finländska Planck-delprojekten har finansierats av FINLANDS AKADEMI OCh TEKES samt ESA:s samarbetspartners.

webbforum