Le onde gravitazionali secondo Planck I dati del satellite ESA misurano i contaminanti nell’osservazione di BICEP2 22 settembre 2014 Gli scienziati della collaborazione Planck, e in particolare il team triestino, hanno condotto una serie di verifiche approfondite sulla scoperta recentemente diffusa dal progetto BICEP2 (l’osservatorio in Antartide), che questa primavera aveva dichiarato di aver rilevato alcuni effetti diretti delle onde gravitazionali sulla radiazione cosmica di fondo, una scoperta (potenzialmente) epocale negli studi in cosmologia. Molti hanno sollevato dei dubbi: è possibile che il segnale osservato sia frutto di contaminanti? Gli scienziati di BICEP2 lo escludono ma l’analisi dei dati del satellite Planck dimostra che l’effetto di fonti contaminanti, come i gas della nostra galassia, è invece possibile. Nessuno ha mai osservato direttamente le onde gravitazionali, fenomeni previsti dalla Relatività Generale di Einstein, e la loro scoperta avrebbe implicazioni importantissime nello studio dell’Universo. Lo scorso marzo però il team dietro al progetto BICEP2 ha fatto un annuncio storico: l’osservatorio antartico avrebbe infatti rilevato un segnale imputabile proprio alle onde gravitazionali. Nello studio si sostiene di aver escluso i possibili contaminanti (altre fonti che possono aver generato lo stesso segnale) e che dunque l’osservazione è da ritenersi genuina. Non tutti però la pensano così e molti scienziati hanno avanzato dei dubbi. Per verificare l’osservazione il team che lavora all’analisi dei dati del satellite Planck (che vede collaborare la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati SISSA di Trieste, INAF-­‐OATS e Università di Trieste a uno dei due Data Processing Centres) ha dunque condotto una serie di analisi nella stessa porzione di cielo osservata da BICEP2, sia nelle stesse frequenze che in una gamma più ampia. Lo studio, ora disponibile sugli archivi (e che sarà pubblicato su Astronomy & Astrophysics), spegne almeno in parte l’entusiasmo. “Secondo la nostra analisi purtroppo l’effetto dei contaminanti, in particolare i gas presenti nella nostra galassia, non si può affatto escludere”, spiega Carlo Baccigalupi, cosmologo della SISSA fra gli autori della ricerca. La forza di Planck – che offre un quadro del cielo a grana più grossolana di quella di BICEP2 – è che osserva l’Universo in una gamma di frequenze molto ampia (nove bande da 30 a 857 ghz, contro l’unica frequenza sui 150 ghz di BICEP2). È proprio questa immagine “multipla” che ha permesso agli scienziati di Planck di stabilire che l’effetto del contaminante ci potrebbe essere. La notizia non è del tutto cattiva però, e potrebbe al contrario rivelarsi “feconda”: “abbiamo già iniziato una collaborazione con BICEP2. Stiamo confrontando direttamente i dati di Planck e i loro, nella stessa frequenza, 150 ghz, e cercando di sfruttare l'immagine dei contaminanti che raggiungiamo con Planck in altre frequenze”, continua Baccigalupi. “In questo modo speriamo di dare una risposta definitiva. Potremmo infatti arrivare a stabilire che si trattava di una contaminazione, ma, essendo ottimisti, potremmo anche riuscire a escluderla con sicurezza. In questo modo Planck potrebbe dare un contribuito fondamentale alla scoperta dell'impronta di onde gravitazionali dal Big Bang nella radiazione cosmica di fondo. Una tale scoperta aprirebbe una finestra del tutto nuova e panorami sconosciuti nello studio dell'Universo primordiale e della Fisica alle altissime energie”. Più in dettaglio... Planck è un satellite dell'Agenzia Spaziale Europea, progettato per osservare il Big Bang attraverso la radiazione di fondo cosmica con accuratezza senza precedenti. Proposto nella prima metà degli anni ‘90, il satellite e gli strumenti che porta a bordo sono stati realizzati grazie a un titanico sforzo che ha coinvolto varie agenzie spaziali europee coordinate da ESA, mentre la NASA ha realizzato il sistema di raffreddamento. L'analisi dati a terra è stata condotta in solo due centri al mondo, Parigi e Trieste. Trieste in particolare, con SISSA, INAF-­‐Osservatorio Astronomico e Università di Trieste, è il Data Processing Centre per lo strumento a bassa frequenza. In questi anni una quindicina di scienziati dei tre istituti hanno collaborato febbrilmente, con continui scambi con il resto della collaborazione Planck, composta dai migliori esperti di analisi dati, computer science, cosmologia e astrofisica del mondo per un totale di più di 200 scienziati e tecnici. LINK UTILI: • Paper originale sugli archivi (http://xxx.lanl.gov/abs/1409.5738) IMMAGINI: • In copertina: Nella mappa, le anisotropie della radiazione cosmica di fondo (CMB, cosmic microwave background) osservate da Planck -­‐ Crediti: ESA/Planck Collaboration • Allegata: (http://goo.gl/u200eZ) la figura mostra il segnale (linea continua nera) che l'esperimento BICEP2 aveva ipotizzato come spiegazione dei propri risultati, in termini di onde gravitazionali cosmologiche. Le bande rappresentano i dati di Planck sull'intensità della polvere Galattica come contaminante al segnale. Come è visibile, il segnale contaminante osservato da Planck può spiegare, dentro l'incertezza strumentale, l'intera osservazione di BICEP2. Contatti: Ufficio stampa: [email protected] Tel: (+39) 040 3787644 | (+39) 366-­‐3677586 via Bonomea, 265 34136 Trieste Maggiori informazioni sulla SISSA: www.sissa.it
