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El telescopio Planck, autor del mejor mapa del Universo

Reyna Alejandra Fonseca Velázquez
26/feb/2014

El 14 de mayo del 2009, la Agencia Espacial Europea inició uno de los mayores proyectos para estudiar la evolución de la materia cósmica: lanzó el telescopio Planck, llamado así en honor a Max Planck, quien junto con Albert Einstein, es considerado el padre de la mecánica cuántica.

Durante 4.5 años el telescopio Planck estuvo observando el Universo para captar la radiación cósmica de microondas (CBM por sus siglas en inglés) que son los restos de la radiación del Big Bang que se quedaron plasmados en el firmamento cuando el Universo tenía 380 mil años. La información recopilada ha proporcionado datos valiosos sobre la composición, forma y edad del Universo. Es, en pocas palabras, como si el mismo Planck pudiera entrevistar al Universo.

Para hablar de ello, el pasado miércoles 16 de octubre Julien Lesgourgues, quien trabaja en la División de Teoría del CERN (por sus siglas en inglés, European Council of Nuclear Research), visitó el IFUNAM para impartir la charla "Cosmic Microwave Background: Summary of Planck Satellite results".

El telescopio espacial Planck requirió 74 detectores para llevar a cabo el proceso de observación, los cuales estaban agrupados en dos instrumentos: el LFI(Low Frequency Instrument) que cubre frecuencias de 30 a 70 GigaHertz y el HFI (High Frequency Instrument de 100 a 857 GigaHertz).

Para poder captar dicha radiación los detectores HFI se refrigeraron a -273.15 º C, que es tan solo una décima de grado mayor al cero absoluto para tener la capacidad de detectar la radiación, de otro modo, las mediciones se verían afectadas por el funcionamiento del detector a una temperatura mayor. El detector realizó un mapa del cielo completo una vez cada seis meses.

La primera imagen del cielo obtenida por el Planck fue publicada en 2010. El HFI completó sus observaciones en enero de 2012 después de que se le agotó el helio líquido (combustible), un gas noble que se encuentra en fase líquida solamente si se le tiene a temperaturas muy bajas (otro motivo por el cual se refrigeran los detectores a la temperatura antes mencionada). El LFI se mantuvo activo hasta octubre de 2013, para entonces ya había completado sus observaciones.


El fondo cósmico de microondas es el primer mapa del Universo obtenido con el satélite Planck.

La señal CMB es la imagen más precisa de la distribución de masa del Universo primitivo. Después de trabajar con los datos obtenidos por Planck, los científicos han retirado cuidadosamente la contaminación proveniente del material interestelar de nuestra galaxia y otras fuentes intergalácticas y han sido capaces de obtener el mapa más detallado que se tiene del fondo cósmico de microondas.

Al observar más allá de la Vía Láctea y a través de la historia cósmica, Planck ha redefinido las proporciones de los ingredientes constitutivos del Universo. La materia de la que están formadas las galaxias y estrellas es apenas un 4.9% de la densidad de masa total de masa/energía del Universo. Por otro lado, la materia oscura (sólo se ha podido detectar de forma indirecta por la interacción gravitatoria que tiene con galaxias o cúmulos de galaxias) constituye un 26.8%, una cifra más grande de la que se esperaba inicialmente.

También, la energía oscura, a la que se le atribuye la expansión acelerada del Universo, representa un 68.3%, lo que resulta ser una cifra menor a la esperada.


La gráfica muestra algunos ajustes con respecto a la energía y la materia oscura.

Planck realizó el catálogo más exhaustivo disponible hasta la fecha de los principales cúmulos galácticos, los mayores bloques constitutivos del Universo. También identificó los grumos de materia más densos y fríos de nuestra galaxia, de los cuales se podrían formar nuevas estrellas en un futuro.Además,los datos también dan una nueva aproximación de la edad del Universo: 13,800 millones de años, un poco más viejo de lo que se pensaba.

Toda esta información se ha podido obtener en menos de 2 años, desde que el detector HFI terminó operaciones en 2012, por lo que ahora los investigadores tendrán que analizar la más reciente información (producto del detector LFI) y en poco tiempo, muy probablemente, asombrar a la comunidad científica con más resultados.