Un consorzio internazionale di cosmologi francesi, americani, inglesi e italiani ha realizzato una ampia mappa della radiazione prodotta all'inizio dell' Universo, utilizzando i piu' sensibili rivelatori oggi disponibili.
Il team, guidato da Alain Benoit del centro di ricerca sulle bassissime temperature (CRTBT) di Grenoble (Francia) ha prodotto dati che collegano le precedenti misure del satellite COBE della NASA con le osservazioni piu' recenti di esperimenti a terra e su pallone (come BOOMERanG). Grazie alla sua estensione (un quarto di cielo contro pochi per cento delle precedenti missioni) la mappa realizzata da Archeops consente di stabilire con grande precisione che l'Universo ha una geometria euclidea.
Il contributo italiano all'esperimento, finanziato dall' Agenzia Spaziale Italiana e realizzato da ricercatori dell'Universita' La Sapienza di Roma (Paolo de Bernardis, Armando Iacoangeli, Silvia Masi, Federico Nati) e dell'IFAC-CNR di Firenze (Andrea Boscaleri) e' stato la costruzione della navicella, del sistema che la fa ruotare durante il volo, permettendo l'osservazione di una ampia regione di cielo, e del sensore stellare, che permette la ricostruzione accurata della regioni di cielo osservate istante per istante.
L'esperimento Archeops, un sensibile telescopio che osserva radiazione a microonde piuttosto che luce visibile, e' stato lanciato con un pallone stratosferico dalla base di Kiruna (Svezia), a nord del circolo polare artico. ed ha raggiunto una quota di 34 Km, al di sopra della maggior parte dell'atmosfera terrestre. Ha funzionato per circa 24 ore, durante la notte polare, il 7 febbraio del 2002. E' l'assenza di Sole che ha permesso l'osservazione indisturbata di una regione di cielo cosi' ampia. Spinto dai venti stratosferici, Archeops ha sorvolato Svezia, Finlandia e Russia, atterrando poi in Siberia dopo aver realizzato la piu' ampia mappa che mostra le intricate strutture presenti nella radiazione di fondo prodotta dall'Universo primordiale.
I risultati confermano con precisione che l'Universo ha una geometria euclidea, e producono una delle misure piu' precise del contenuto di materia ordinaria (barioni) presente nell'Universo. Questo e' in perfetto accordo con la teoria della produzione primordiale degli elementi. Insieme ad altre osservazioni, i risultati di Archeops mostrano che la maggior parte della massa-energia presenti nell'Universo non sono materia ordinaria.
"E' una conferma indipendente e importante di quanto avevamo trovato due anni fa con BOOMERanG: il nostro Universo ha una strana composizione, e si deve ancora lavorare molto, sia sperimentalmente che teoricamente, per comprenderlo" dice il prof. Paolo de Bernardis.
"Abbiamo verificato che una rotazione continua e costante della navicella puo' funzionare efficientemente. Questa stessa modalita' verra' utilizzata dal satellite Planck dell'ESA nel 2007, e questi risultati confermano che e' la scelta giusta" dice la dr.ssa Silvia Masi.
"Grazie al nostro sensore stellare, che ha identificato piu' di 600 stelle per ogni rotazione della navicella, abbiamo potuto ricostruire con sicurezza le direzioni osservate istante per istante e quindi costruire mappe affidabili dell'Universo primordiale" dice il dr. Federico Nati.
L'Agenzia Spaziale Italiana aveva lanciato Archeops per la prima volta, nel 1999, dalla base Luigi Broglio di Trapani. Quel volo tecnologico era stato essenziale per il perfezionamento dell'esperimento, che e' poi stato lanciato dal CNES (l'agenzia spaziale francese) da Kiruna, altre due volte prima del volo finale del 7 febbraio scorso.
I risultati di Archeops ben si inseriscono in una turbinosa sequenza di osservazioni sempre piu' precise del fondo cosmico. E' di due settimane fa la prima misura dello stato di polarizzazione lineare del fondo cosmico (cioe' delle direzioni di oscillazione delle sue onde elettromagnetiche) da parte dell'esperimento DASI, mentre alla fine di questo mese i ricercatori del team BOOMERanG si recheranno di nuovo in Antartide per un nuovo lancio della navicella. All'inizio dell'anno prossimo saranno pubblicati i risultati dell'esperimento MAP della NASA che, da una posizione a piu' di un milione di chilometri di distanza da terra sta realizzando la mappa di tutto il cielo nelle microonde.
Contatti:
- Paolo de Bernardis (Email): 06-49914271
- Silvia Masi (Email), Federico Nati (Email): 06-49914690
- Indirizzo: Dipartimento di Cosmologia Sperimentale G31 - Dipartimento di Fisica - Universita' di Roma La Sapienza - P.le A. Moro 2, 00185 Roma.
Links:
Questo testo e alcune foto sono disponibili su http://oberon.roma1.infn.it/archeops/press_release
Maggiori informazioni su Archeops sono disponibili su:
- Sito ufficile di Archeops: http://www.archeops.org
- Pubblicazione dati di Archeops: http://journal.archeops.org/First_results/index.html
- Si possono trovare ulteriori immagini su: http://journal.archeops.org/First_results/papiers.html
Press Release in English
Fig. 1 La traiettoria seguita dalla navicella Archeops durante il suo volo del 7 Febbraio 2002, ad una quota di 34 Km. |
Fig. 2 Lancio della navicella Archeops dalla base di lancio di palloni stratosferici dell'Agenzia Spaziale Italiana a Trapani, il 18/07/1999. |
Fig. 3 La navicella Archeops prima del lancio artico da Kiruna (Svezia). |
Fig. 4 La navicella Archeops appena lanciata. I due palloni sopra la navicella servono a mantenerla a mezz'aria durante le operazioni di lancio, e vengono rilasciati poco dopo. Il cavo verticale collega la navicella ad un grande pallone stratosferico (400000 metri cubi) che la porta in quota a 34 Km di altezza. |
Fig. 5 La navicella Archeops prima del volo dalla Sicilia. Sono visibili il grande schermo che protegge il telescopio a microonde, ed il tubo contenente il sensore stellare. |
Fig. 6 Questa e' una mappa di tutto il cielo: la fascia orizzontale rapppresenta la nostra Galassia (la Via Lattea) cosi' come appare alle lunghezze d'onda corrispondenti alle microonde. L'area piu' chiara mostra la zona osservata da Archeops, e corriponda a circa il 30% di tutto il cielo. |
Fig. 7 Lo spettro di potenza di Archeops dato dalla combinazione dei due fotometri. I punti verdi e rossi non sono statisticamente indipendenti. I rombi rappresentano la differenza dei due fotometri mentre i triangoli corrispondono alla differenza di entrambi i bolometri (traslati di -2500 microK^2 per chiarezza). |
Fig. 7 Il criostato di Archeops, ovvero il sistema di raffreddamento dei sensori. Utilizza Azoto, Elio 4 ed Elio 3 allo stato liquido, permettendo di raggiungere una temperatura prossima allo zero assoluto: 0.1 K |
Fig. 8 Il momento del decollo del pallone stratosferico, avvenuto circa a mezzogiorno presso la base di Esrange, Kiruna (Svezia). Il voulme del pallone e di 400.000 metri cubi. Attraverso una catena lunga 200 metri esso trasporta l'esperimento (dal peso complessivo di circa 500 Kg) ad una quota di 34 Km. |
Fig. 9 L'esperimento raggiungera' una quota di 34 Km sul livello del mare in circa 2 ore. Atterrera' in Russia, oltre i monti Urali, 19 ore dopo, con circa un miliardo di preziosi dati scientifici. |
Fig. 9 Il piano focale contenente i sensori che vengono raffreddati ad una temperatura prossima allo zero assoluto: 0.1 K |
Filmato:
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