Notícies

Cosmologia

Dos nous telescopis espacials per investigar el principi de tot

En aquest moment, envoltats per un silenci i un fred inimaginables, dos satèl·lits es dirigeixen cap a un punt de l'espai situat a 1,5 milions de quilòmetres de la Terra (gairebé quatre vegades la distància a la Lluna), en direcció oposada al Sol. En aquest punt, amb el nom de L2 o segon punt de Lagrange, les forces gravitatòries entre la Terra i el Sol es contraresten, la qual cosa permet als satèl·lits quedar com “sostinguts” en el buit.

Mónica Salomone | 20 de maig de 2009

Fotografia: Astirn

El més important no és aquest punt màgic virtual, sinó els dos satèl·lits que s’hi acosten: Herschel i Planck, dues 'joies de la corona' de l'Agència Europea de l'Espai (ESA). Llançats el 14 de maig de 2009 des de la Guaiana Francesa, el seu ambiciós objectiu és estudiar com l'univers va començar a ser com el veiem ara. Herschel és el telescopi espacial més gran mai llançat a l'espai; Planck és la missió més sofisticada per investigar l'origen de l'univers.

Expectatives

De Herschel "cal esperar grans contribucions en pràcticament totes les àrees de recerca actual en astrofísica", explica Bruno Martín Merino, astrònom de l'ESA i membre de l'equip científic de Herschel que, com el de Planck, es troba a Madrid, al Centre Europeu d'Astronomia Espacial (ESAC). Els principals avantatges de Herschel enfront els seus antecessors són que els seus detectors poden “veure” un tipus de llum mai detectat fins ara, l'infraroig llunyà. També l’avantatja el seu gran mirall primari, de 3,5 metres de diàmetre. Tot un rècord per a l'espai.

L'infraroig llunyà permet observar fenòmens i objectes astronòmics invisibles quan s'observa en altres longituds d'ona, com la llum visible. Herschel té la capacitat de “penetrar” en regions de l'espai on hi ha molta pols, com el centre de les galàxies o els núvols on neixen noves estrelles. "Els núvols de pols [que habitualment es veuen com taques fosques] es tornen transparents, i es podrà veure el seu interior i la part del darrere ", explica Merino. També amb l'infraroig s'obté molta més informació sobre les reaccions químiques de l'espai interestel·lar, la pols acumulada al voltant de les estrelles, les nebuloses de formació estel·lar o els discs on s'estan formant planetes.

Herschel és el telescopi més gran mai llançat a l'espai; Planck és la missió més sofisticadaHerschel serà una eina clau per a l’astroquímica. Pretén respondre preguntes sobre com es va formar el Sistema Solar, com va sorgir la vida de les estrelles amb planetes al seu voltant, o com ha evolucionat químicament el cosmos des del seu origen. Però la qüestió que els propis responsables de la missió han escollit com a lema és com es van formar les primeres galàxies i estrelles, poc després de l'origen de l'univers fa uns 13.000 milions d'anys.

"Les galàxies més antigues són magnífics espècimens del principi del temps, que ajuden a explicar com la matèria i l'energia es van organitzar per donar lloc a l'univers que coneixem avui", apunta Martín Merino.

El més fred

Si el rècord tecnològic de Herschel està en el seu mirall, en el cas de Planck el més extrem es troba en la “fredor” dels seus instruments. Tots els seus detectors hauran d'estar a menys de -253 ºC, i alguns arribaran fins i tot a la que possiblement sigui la temperatura més freda d'un objecte mai llançat a l'espai, els -273 ºC. La raó de tant de rigor tèrmic està en el tipus d'observació que haurà de realitzar Planck: el satèl·lit farà escombrats de tot el cel mesurant la seva temperatura amb una precisió extrema, fins al punt de detectar variacions amb prou feines de milionèsimes de grau.

Es tracta, en realitat, d'analitzar l'anomenada 'radiació còsmica del fons de microones'. Aclarim-ho. Avui se sap amb certesa que, en el passat, l'univers va ser molt més dens i calent que en l'actualitat, i que va començar a expandir-se i refredar-se fa uns 13.700 milions d'anys a partir de la famosa “gran explosió”. Se sap també que durant els primers centenars de milers d'anys després del Big Bang la matèria i l'energia romanien acoblades, a causa de les altes temperatures. Com a conseqüència, la radiació, la “llum”, no podia desplaçar-se lliurement per l'espai.

Quan l'univers va refredar-se fins als 3000 ºC, 380.000 anys després del Big Bang, va poder produir-se el “desacoblament” de matèria i energia, i la radiació va omplir l'univers. La radiació còsmica de fons és aquesta llum que per primera vegada va viatjar lliurement, però que avui està molt més freda que aleshores. Després de més de 13.000 milions d'anys d'expansió i refredament, la radiació de fons segueix omplint tot el cel, però està a uns -270 ºC.

Petjades que delaten

Quan matèria i energia van separar-se, aquesta última va conservar certes “petjades” de la matèria, les quals duien incorporades les grans estructures que poblen l'univers actual: galàxies i cúmuls de galàxies. Com embrions que creixen fins convertir-se en un organisme adult, aquestes llavors primigènies van anar atraient matèria fins donar lloc a les estructures que avui veiem. I la radiació còsmica de fons conserva les petjades d'aquestes llavors en forma de diferències molt petites de temperatura.

Per aquest motiu, els detectors de Planck han d'estar a una temperatura gèlida. Percebre diferències de milionèsimes de grau en la radiació de fons "és comparable a mesurar des de la Terra la calor produïda per un conill a la Lluna. Donada l'extrema sensibilitat exigida, n'hi hauria prou que un detector s’escalfés una milionèsima de grau per espatllar la missió", explica Jan Tauber, cap científic de Planck.

Les característiques de les variacions de temperatura de la radiació de fons estan relacionades amb el que va succeir immediatament després del Big Bang, de què està fet l'univers o si continuarà expandint-se indefinidament. D'aquí l'enorme interès per estudiar-les.

Orbitant pel L2Enginyers i científics sobretot d'Europa i els Estats Units han estat treballant durant dues dècades en ambdós telescopis. Per l'ESA es tracta de dues de les seves missions més ambicioses, i el dia del seu llançament més d'un va contenir la respiració: en una arriscada aposta, Herschel i Planck van ser llançats junts, a bord d'un únic coet, Ariane 5. Un error en el llançament hauria suposat perdre no una missió, sinó dues. Però tot va anar bé. D’aquí a unes setmanes Herschel i Planck s'instal·laran a les seves òrbites definitives, del tot independents, al voltant del punt L2, un balcó al cosmos on no arriba la molesta emissió de la Terra.

Tòpics de l'article