Ci sono notizie in astronomia che hanno il sapore di essere più “notizie” di altre. Hanno in se il gusto della scoperta storica e del risultato vincente. La mappatura fatta dal satellite dell’ESA Planck appartiene a questa categoria. Planck è un telescopio spaziale dell’Agenzia Spaziale Europea ed è stato lanciato nel maggio 2009 e ha raggiunto la sua attuale posizione nel punto L2 (L=lagrangiano) a 1,5 milioni di km dalla Terra nel luglio dello stesso anno. Planck ha dovuto mappare la radiazione di fondo presente nel Cosmo; questa radiazione (detta CMB – Cosmic Microwave Backgrond) è ciò che ci resta del Big Bang, mappare la sua presenza e la sua distribuzione ci aiuta a capire l’evoluzione del Cosmo stesso.

A seguito del soggetto da osservare, Planck ha dovuto lavorare lontano dal nostro pianeta e in una posizione che lo schermasse il più possibile dagli eventi solari. Inoltre, la CMB ha una temperatura molto bassa (2,728° K  sopra lo zero assoluto- corrispondenti a un’energia di 0,235 meV attribuibile a un corpo nero),  di conseguenza gli strumenti dovevano adottare una temperatura leggermente più bassa per poterla rilevare: la strumentazione della missione doveva essere mantenuta a solo un decimo di grado sopra lo zero assoluto (0° K = -273,15° C).

La CMB è una radiazione antichissima emessa dall’Universo quando esso aveva appena 380.000 anni. Il messaggio che porta quindi con se è essenziale per permettere ai cosmologi di comprendere l’evoluzione passata e futura del nostro Cosmo. La sua natura fossile (cioè di prima luce che emerge da un brodo primordiale in espansione fatto di particelle neonate) la si osserva a  una frequenza di 160,2 GHz, corrispondenti ad una lunghezza d’onda di 1,9 millimetri. Planck è dotato di strumenti come il Low Frequency Instrument (LFI), che comprende le bande di frequenze 30-70 GHz, e lo High Frequency Instrument (HFI ), che comprende le bande di frequenza 100-857 GHz.

Dopo questa piccola presentazione della CMB e di Planck, vediamo in dettaglio cosa è stato scoperto.

Partendo dalle conferme, attraverso le parole di Nazzareno Mandolesi (membro del CdA dell’Agenzia Spaziale Italiana) e responsabile dello strumento LFI di Planck ci viene spiegato il successo della conferma di alcuni punti del modello cosmologico standard: «Una delle più importanti riguarda le fluttuazioni primordiali: quelle da cui si sono formate, nel tempo, le galassie, le stelle e tutte le strutture che osserviamo. Grazie a Planck, oggi sappiamo che quelle fluttuazioni obbediscono con grande precisione a una statistica gaussiana. Questo risultato rappresenta la più stringente conferma dell’inflazione. Ora occorre però comprendere che cosa l’abbia messa in moto, pochissimi istanti dopo il Big Bang. Prendiamo la nuova particella identificata al CERN: se, come sembra, è davvero il bosone di Higgs, essa ha un ruolo fondamentale nel dare una massa a tutte le particelle elementari del modello standard. Ma potrebbe essere anche la misteriosa particella che scatena l’inflazione? Queste sono le domande con le quali una nuova fisica, situata alla intersezione fra cosmologia e fisica fondamentale, dovrà confrontarsi negli anni a venire.» (Fonte INAF)

Viene così confermata l’espansione dell’Universo.

«La CMB è un ritratto dell’universo giovane e il quadro fornito da Planck è così preciso che si può utilizzare per esaminare nei minimi dettagli tutti i modelli possibili per l’origine e l’evoluzione del Cosmo», ha commentato Jan Tauber, scienziato del progetto Planck dell’ESA. E aggiunge: «Dopo questo primo controllo, il modello standard della cosmologia è “ancora in piedi”, ma al tempo stesso si evidenzano delle caratteristiche anomale del CMB molto più importanti di quanto si pensasse, suggerendo che qualcosa di fondamentale manca al quadro standard fino a oggi proposto!»

Il dato di più immediata comprensione, è che  l’età dell’Universo sembra essere di poco più grande rispetto alle stime precedenti. Non che sia così discordante dato che si passa da un 13,7 a un 13,83 miliardi di anni, ma nel momento in cui si va a calcolare la costante cosmologica di espansione dell’Universo (costante di Hubble), a questo punto un milione in più o in meno fa una certa differenza.

Un altro dato importante e immediato è legato alla quantità di materia che compongono il nostro Cosmo: se si parla della materia barionica (ovvero tutto ciò che è formato da protoni, neutroni ed elettroni) si passa da un 4,5% a un 4,9%; per la materia oscura (che si può percepire attraverso gli effetti gravitazionali che agiscono anche sulla materia barionica, ma non è direttamente osservabile) passa dal 22,7% al 26,8% ; per ultimo c’è la componente più esotica di tutte, l’energia oscura (di questa forza negativa si conosce poco, se non che interagisce con la forza di gravità) e si riduce da un 72,8% a un 68,3%.

Elemento invece ritenuto significativo è la scoperta che la CMB ha un’emissione nello spettro di potenza delle fluttuazioni della temperatura che risulta combaciare solo nelle piccole e medie scale angolari; quando ci si sposta sulle grandi scale, la coincidenza delle fluttuazioni con la teoria del modello standard non c’è più e si nota una discordanza del 10%.

Un’altra anomalia, ma meno sorprendente (perchè già osservata nei dati di WMAP) è l’asimmetria del segnale della CMB nei due emisferi. Questo contrasta fortemente con il modello teorico che vorrebbe un Universo omogeneo in tutte le direzioni, mentre le osservazioni di Planck ci dicono che in uno degli emisferi è molto più intenso che nell’altro. In ultimo la presenza di una “zona fredda” (già conosciuta come cold spot) che nei dati ultimi sembra essere molto più ampia del previsto.

Commenta Paolo Natoli dell’Università di Ferrara: «Le anomalie indicano che qualcosa potrebbe mancare alla nostra attuale comprensione dell’Universo. Dobbiamo trovare un modello in cui queste caratteristiche peculiari non sono più anomalie, ma elementi previsti dal modello stesso».

Jan Tauber (ESA) commenta così queste anomalie: «Le  misure precise di variazioni di temperatura del CMB raggiunti da Planck sono un accenno alla presenza di lacune nelle fondamenta della nostra comprensione della cosmologia. L’Universo sembra essere più semplice, ma al tempo stesso, anche più strano di quanto abbiamo mai pensato fino a ora. Le anomalie del CMB ci stanno dicendo qualcosa di fondamentale, ma non sappiamo ancora di cosa si tratta; siamo ansiosi di scoprirlo».

I cosmologi sono ora di fronte a un dilemma interessante: da un lato il modello standard della cosmologia è ancora il modo migliore per descrivere i dati inviati da Planck sulla CMB (anche se include elementi che ancora non dispongono di solide conoscenze teoriche come la materia oscura, energia oscura e l’inflazione). D’altra parte le anomalie viste da Planck evidenziano che il modello dovrebbe essere almeno esteso, se non addirittura radicalmente modificato. (Fonte: sci.esa.int)

Varie ed eventuali.

1. A questo link una meravigliosa mappa della Via Lattea in tutte le lunghezze d’onda. Zoomabile e intercambiabile: dai raggi gamma alla banda radio, passando per il visibile e le microonde.

2. Marte ad alta risoluzione! A questo link si può ammirare un panorama a 360° del pianeta rosso visto dall’attuale posizione di Curiosity. Davvero mozzafiato!!!! 295 immagini catturate dal rover per comporre questa panoramica da 4 miliardi di pixel

3. Partita la Soyuz TMA-08M 28 marzo 2013 alle 21.43 (ora italiana) dal cosmodromo di Baikonur in Kazakistan. Questo volo è stato diverso dagli altri in quanto dal momento della partenza all’arrivo in prossimità della Stazione Spaziale Internazionale sono occorse solo 6 ore (4 orbite) grazie anche a un’immissione nell’orbita più precisa che portasse la capsula a essere già in fase con la ISS. Tuttavia questa non è la prima volta che una capsula russa si aggancia alla Stazione Spaziale così velocemente dopo il lancio. Questa modalità era già stata adottata per i voli Progress (cargo di rifornimento della ISS) per due volte nel 2012 e una volta nel 2013; era però la prima volta che si adottava questo metodo di volo per una capsula con equipaggio.

Ecco un video riassuntivo della preparazione al lancio e del lancio vero e proprio:

IL TUTTO ASPETTANDO CON ANSIA IL GIORNO DEL LANCIO DI LUCA PARMITANO PREVISTO PER MAGGIO 2013.

Dal Cosmo è tutto … CIELI SERENI

Francesca