Planckteleskopet — ESA:s rymdobservatorium för CMB och kosmologi

Planck var ett rymdobservatorium som drevs av Europeiska rymdorganisationen (ESA) mellan 2009 och 2013. Satelliten placerades i en bana kring sol–jordens Lagrangepunkt L2, vilket gav en stabil termisk och radiometrisk miljö för känsliga mätningar.

Den kartlade den kosmiska mikrovågsbakgrundens (CMB) anisotropier vid mikrovågs- och infraröda frekvenser med mycket hög känslighet och bättre vinkelupplösning än tidigare hela-himlen-mätningar. Genom att observera över ett brett frekvensspektrum kunde Planck skilja den svaga CMB-signalen från emission från vår egen galax och andra förgrundskällor.

Instrument och data

Instrumenten ombord bestod främst av två kedjor: ett låg-frekvensinstrument (LFI) och ett hög-frekvensinstrument (HFI). Tillsammans täckte de frekvenser från cirka 30 GHz upp till 857 GHz, och gav en rumslig upplösning ned till några få bågminuter i de högsta frekvenserna. Detta möjliggjorde detaljerade kartor av både temperaturfluktuationer och polarisation i CMB.

Vad blev bättre än tidigare mätningar?

Uppdraget förbättrade de observationer som gjordes av NASA:s Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) genom:

högre vinkelupplösning och känslighet,
bredare frekvensomfång för separation av förgrundssignaler,
exakta kartor av både temperatur och polarisation över hela himlen.

Vetenskapliga resultat och betydelse

Planck har blivit en av de viktigaste källorna till observationell information inom kosmologi och astrofysik. Data från missionen användes för att testa teorier om det tidiga universum, inkludera modeller för kosmisk inflation, och för att förstå hur små täthetsfluktuationer växte till dagens galaxer och stora strukturer. Plancks mätningar har också gett viktiga begränsningar på:

universums grundläggande kosmologiska parametrar (densitetskomponenter för vanlig materia och mörk materia, samt mörk energi),
universums ålder och expansionshistoria,
nivån av primordiala fluktuationer och deras spektrum (kopplat till inflationsteorier),
antalet och egenskaperna hos lätta neutriner samt gravitationell linsning av CMB.

Sedan Planck avslutades har samarbetet publicerat flera stora datareleaser (bland annat 2013, 2015 och 2018) som innehåller kartor, kataloger och härledda kosmologiska parametrar. Dessa analyser har lett till de mest precisa värdena för många av de grundläggande siffrorna i modern kosmologi, bland annat uppskattningar av universums ålder (ungefär 13,8 miljarder år) och den relativa fördelningen mellan vanlig materia, mörk materia och mörk energi.

Efter missionen

Planck avslutade sina vetenskapliga instrument 2013 och satelliten är nu avstängd. De fullständiga dataarkiven och dokumentationen finns öppet tillgängliga för forskare och allmänhet, och analyser av Planck-data fortsätter att ge nya insikter och att jämföras med andra observationer (t.ex. galaxundersökningar, supernovastudier och mätningar av storskalig struktur).

Sammanfattningsvis gav Planck en detaljerad och noggrann bild av den kosmiska mikrovågsbakgrunden och har blivit ett referensverktyg i arbetet med att förstå universums ursprung, sammansättning och evolution.

Frågor och svar

F: Vad var Planck?

S: Planck var ett rymdobservatorium som drevs av Europeiska rymdorganisationen mellan 2009 och 2013.

F: Vad observerade Planck?

S: Planck kartlade anisotropierna i den kosmiska mikrovågsbakgrunden vid mikrovågs- och infraröda frekvenser, med hög känslighet och liten vinkelupplösning.

F: Hur förbättrade Planck tidigare observationer?

S: Planck förbättrade de observationer som gjorts av NASA:s Wilkinson Microwave Anisotropy Probe.

F: Vad var syftet med Plancks uppdrag?

S: Syftet med Plancks uppdrag var att tillhandahålla en viktig källa till information om kosmologi och astrofysik, och att testa teorier om det tidiga universum och ursprunget till den kosmiska strukturen.

F: Vilka mätningar har Planck gjort sedan uppdraget avslutades?

S: Sedan uppdraget avslutades har Planck gjort de mest exakta mätningarna av flera nyckeltal, inklusive den genomsnittliga densiteten av vanlig materia och mörk materia i universum, och universums ålder.

F: Är Planck fortfarande i drift?

S: Nej, Planck är inte längre i drift eftersom den nu är avstängd.

F: Vilket viktigt bidrag gav Planck till astrofysiken?

S: Plancks uppdrag gav en viktig källa till information om kosmologi och astrofysik och gjorde de mest exakta mätningarna av flera nyckeltal, vilket bidrog avsevärt till astrofysikens område.