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La strategia osservativa di Planck
Scritto da Carlo Burigana
Ultimo aggiornamento: 10.01.2011
20 marzo 2009

Un aspetto molto importante per Planck, e in generale per molti esperimenti di fondo cosmico (CMB) e osservazioni astronomiche, è il modo in cui viene osservato il cielo.


Ecco come Planck osserverà l'Universo. Credits: ESA, C. Carreau

Planck è un satellite che ruota attorno al suo asse (si parla di "spinning satellite") una volta al minuto. L'asse ottico del telescopio di Planck punta a 85 gradi dall'asse di rotazione del satellite. Allora, per ogni direzione dell'asse di rotazione del satellite, il telescopio di Planck osserva un grande cerchio nel cielo. In realtà ogni rivelatore di Planck punta in una sua specifica direzione distante solo pochi gradi da quella dell'asse del telescopio: perciò ogni rivelatore osserva il proprio particolare cerchio in cielo. L'asse del satellite deve puntare dalla parte opposta del Sole affinché il satellite stesso possa essere schermato con i suoi "pannelli" dalle radiazioni del Sole (ma anche della Terra e della Luna), che danneggerebbero gli strumenti (e le osservazioni).

Come descritto in sezione 1.3, Planck non ruota attorno alla Terra ma molto più lontano, ovvero attorno al punto L2, collocato lungo la direzione Sole-Terra, dalla parte opposta del Sole, a 1.5 milioni di Km dalla Terra (1/100 della distanza Sole-Terra). La direzione dell'asse del satellite viene aggiornata per "seguire" il moto di rivoluzione attorno al Sole e mantenersi sempre pressoché lungo la direzione Sole-Terra, ovvero si sposta di circa 1 grado al giorno, o più precisamente di 2 arcominuti ogni 48 minuti circa. Allora i cerchi osservati (per circa 48 volte consecutive) da ogni rivelatore si spostano via via nel cielo e in poco più di 6 mesi la sovrapposizione di questi cerchi copre tutto il cielo.

Riordinando le osservazioni prese cerchio per cerchio si costruisce la mappa del cielo per ogni rivelatore. Combinando insieme i dati e le mappe di tutti i rivelatori che operano alla stessa frequenza di osservazione si ottiene la mappa finale a ciascuna frequenza osservata da Planck. Queste mappe alle 9 frequenze vengono analizzate insieme per ottenere la mappa delle anisotropie (si veda la sezione 4.1) del CMB e quelle di tutte le altre componenti astrofisiche (si veda sezione 5.3).

In realtà, l'asse del satellite va un po' su e un po' giù (di 7.5 gradi) rispetto alla direzione esattamente opposta al Sole seguendo un moto cicloidale del periodo di 6 mesi. Così tutti i rivelatori possono osservare proprio tutto il cielo. I cerchi descritti da ogni rivelatore si incrociano molte volte in posizioni diverse nel cielo in modo da poter confrontare su questi incroci le osservazioni prese nello stesso punto del cielo ma a tempi diversi e migliorare l'analisi dei dati (si veda la sezione 6.5).

Nei suoi 14 mesi di osservazioni garantite, Planck realizzerà per 2 volte la mappa di tutto il cielo e contiamo di poter prolungare la missione per osservare 4 volte tutto il cielo.