Huellas N.1, Enero 2011

CIENCIA / El satélite Planck

Primicias desde el espacio

Marco Bersanelli

A comienzos de enero se han publicado los primeros frutos de la misión que indaga los orígenes del universo. Un camino iniciado en 1992, en el que trabajan científicos de todo el mundo. Le hemos pedido a uno de ellos que nos presente la «cantera de hechos nuevos» que se está descubriendo. ¿El resultado? Un anticipo de la belleza que vendrá…

El pasado 11 de enero se hacían públicos en Roma, París, Copenhage y Seattle los primeros resultados de la misión espacial Planck, descritos detalladamente en una serie de artículos científicos enviados a la revista especializada Astronomy and Astrophysics. Se trata de las novedades maduradas en el primer año de misión que concluyó el pasado 14 de mayo, durante el cual Planck ha sondeado el cielo de forma ininterrumpida en todas las direcciones.
El ojo de Planck está hecho para ver allí donde nuestros ojos solo alcanzan a ver la oscuridad densa del fondo del cielo. Desde que entró en su órbita (en torno al punto Lagrangiano L2, a un millón y medio de kilómetros de la Tierra), el satélite europeo está produciendo un mapa de alta definición de la bóveda celeste con una longitud de onda de algunos milímetros, allí donde el cielo lleva la marca tangible de su pasado remoto. Los instrumentos de Planck registran el debilísimo resplandor difuso (se llama “fondo cósmico de microondas”) procedente del último horizonte del universo accesible: luz que ha viajado por toda la historia del universo, llevando consigo la imagen del cosmos recién nacido. Planck está produciendo una imagen de él con una precisión que no se había podido obtener con anterioridad. En la trama uniforme de la luz primordial se hallan presentes leves irregularidades o “anisotropías” (podríamos compararlas con las encrespaduras de algunos milímetros de un lago de cien metros de profundidad), que corresponden a las fluctuaciones de densidad en el cosmos informe y ardiente de hace 14.000 millones de años: ellas son, por así decir, las “semillas” iniciales desde las que germinaron las galaxias, las estrellas, y todas las estructuras que observamos en el universo actual. En la estadística de las anisotropías están codificados los valores de los parámetros que describen la composición, la geometría y la evolución del universo, y que gracias a los instrumentos de Planck seremos capaces de determinar con gran precisión y fiabilidad.
Ésta es la meta final: un objetivo previsto para 2013 o algo después, cuando se hayan reunido y analizado todos los datos. Pero, al igual que cuando uno está subiendo a una cima, y por el camino descubre con frecuencia fragmentos maravillosos e inesperados, tal vez en la vegetación o en el perfil de las rocas cercanas a nosotros, de igual modo, según avanzamos en la investigación, el análisis de los datos de Planck nos ofrece algunas sorpresas espléndidas. Que no tienen que ver con el universo remoto, sino con el universo cercano, que deja su impronta en los datos. Estas improntas “locales” estarán justamente en el centro de atención de esta primera hornada de resultados.

Huellas de semillas. En el primero de estos dos años de observación previstos para la misión, Planck ha producido una primera versión del nuevo mapa cósmico (ver foto en pág. 48-49), que se ha obtenido combinando los datos recogidos desde los setenta y cuatro sensores de longitud de onda comprendidos entre un centímetro y un tercio de milímetro. Como en una buena foto panorámica, tenemos aquí representado un sujeto en primer plano (la vegetación y las rocas cercanas) y un fondo (la gran cadena montañosa en el horizonte). En el panorama cósmico de esta imagen, el primer plano está dominado por la Vía Láctea (el componente blanco-violeta, muy intenso en el plano horizontal) y por otras fuentes locales; mientras que en la lejanía se vislumbra el universo primitivo (el fondo rojizo uniforme): es el fondo cósmico de microondas, en el que se percibe la estructura granular de las anisotropías, la huella de las semillas primordiales.
Para obtener el mapa “limpio” del fondo cósmico –objetivo final de Planck– es necesario separar con precisión las contribuciones locales, procedentes de la Vía Láctea y de otras fuentes, que se superponen a la señal cósmica confundiéndola. Es un análisis muy complejo, que se halla en la actualidad en pleno desarrollo. Este proceso de limpieza de los datos permite obtener, casi como un subproducto, informaciones preciosas sobre el universo “cercano”: ellas nos hablan, por ejemplo, del nacimiento de nuevas estrellas en nuestra galaxia, de la naturaleza de las fuentes extragalácticas, de las huellas de los conglomerados de galaxias. Éstas serán las primicias de Planck, y se recogerán en un amplio catálogo (el Planck Early Release Compact Source Catalog) a disposición de la comunidad científica internacional a partir del 11 de enero: una auténtica cantera de hechos nuevos a investigar. Pongamos algún ejemplo. Echad un vistazo a los box, desde la página 49 en adelante.
Estos resultados preliminares son emocionantes y prometedores. A medida que crece la obtención de datos, vemos crecer ante nuestros ojos una imagen cada vez más nítida del universo recién nacido, con una precisión que nunca antes se había visto. Es un privilegio admirar este espectáculo, y más aún poderlo contar. Pero, como bien sabe el que ama la montaña, la belleza del panorama es inseparable de algún modo del cansancio, del temor, incluso de la aridez que tiene el ascenso en ciertos momentos. Porque lo bonito del paso intermedio, así como de la vista desde la cumbre, es que ambos son anticipo de una belleza superior.
* Universidad de los Estudios de Milán, Instrument Scientist de Planck-LFI


BOX1

Los precursores

Durante algunas observaciones de la intensidad de la radiación en la banda radio, los astrónomos Arno Allan Penzias y Robert Woodrow Wilson descubren en 1964 la Radiación cósmica de fondo de microondas (Cmb), ganando posteriormente el Nóbel de Física. En 1989 la NASA lanza el satélite Cobe (Cosmic Background Explorer), que permite a John C. Mather y a George F. Smoot descubrir las anisotropías del Cmb y obtener el Nóbel en 2006. En 2001 parte la misión WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), que gracias a los datos obtenidos de gran precisión permite determinar, por ejemplo, la edad del universo (unos 14.000 millones de años).


BOX2

Las estrellas no son, como pensaban los antiguos, eternas e inmutables. Hoy sabemos que las estrellas nacen y mueren, como las flores, aunque su duración se mide en miles de millones de años. Sin embargo, todavía nos queda mucho por comprender acerca de las finuras que la naturaleza ha predispuesto para que las estrellas “consigan” formarse efectivamente bajo la acción de la gravedad a partir de las nubes de materiales interestelares. Un fenómeno que nos afecta directamente, puesto que para vivir necesitamos de una estrella como el Sol… Además, ¿qué dirían nuestros poetas de un cielo sin estrellas? El catálogo de Planck arrojará nueva luz sobre los misterios de la formación estelar. Sus instrumentos son capaces de sondear en profundidad las nubes de polvo denso y frío (un montón de grados sobre el cero absoluto) que son las entrañas, por así decir, de las que nacen las nuevas estrellas.