Planck e la radiazione cosmica di fondo

Il satellite europeo PLANCK osserverà il cielo nelle lunghezze d’onda delle microonde: perché si tratta di una missione così importante? Perché, misurando le fluttuazioni nella distribuzione della materia oscura solo 300.000 anni dopo il Big Bang, consentirà agli scienziati di comprendere meglio quali, fra i vari possibili modelli, spiegano la formazione delle galassie.

Queste fluttuazioni si possono osservare sotto forma di piccolissime variazioni nella temperatura media del cielo, che corrisponde a circa 3 gradi Kelvin (ovvero -270 gradi centigradi, appena 3 gradi sopra lo zero assoluto), e sono state generate quando si sono formati i primi atomi nella storia del cosmo. A partire da queste fluttuazioni iniziali, grazie alla forza di gravità sono stati assemblati oggetti sempre più grandi, fino alla formazione delle galassie e degli ammassi di galassie. L’ampiezza di queste fluttuazioni iniziali e la densità della materia sono alcuni dei principali parametri cosmologici che PLANCK sarà in grado di misurare.

Un altro obiettivo scientifico della missione sono le cosiddette anisotropie secondarie: si tratta di ulteriori fluttuazioni nella temperatura del cielo, prodotte dall’interazione dei fotoni della radiazione di fondo con la distribuzione su grande scala delle galassie, attraverso la quale i fotoni viaggiano prima di arrivare fino a noi. Ci sono due categorie principali di interazioni: da una parte l’effetto di lente gravitazionale, che può essere utilizzato per misurare in modo ancor più preciso alcuni parametri cosmologici, e dall’altra l’effetto Compton, dovuto all’interazione dei fotoni con gli elettroni che si trovano nel gas caldo all’interno degli ammassi di galassie, e che rappresenta un nuovo possibile metodo per individuare gli ammassi di galassie.

Il vantaggio di PLANCK rispetto ad analoghi esperimenti precedenti è rappresentato dalla sua elevatissima sensibilità - potrà infatti misurare fluttuazioni di qualche milionesimo di grado in temperatura - e dalla sua risoluzione angolare, migliore di un decimo di grado. Il satellite osserverà dal punto Lagrangiano L2, situato a circa un milione e mezzo di chilometri dalla Terra, ovvero 5 volte la distanza media Terra-Luna.

L'équipe scientifica di PLANCK è formata da circa 500 scienziati, che aspettano tutti con ansia il lancio del satellite, che avverrà il 14 Maggio 2009, dopo 15 anni di preparativi.

BJOERN MALTE SCHAEFER



La mappa del cielo a microonde come l'ha osservato il satellite WMAP della NASA, lanciato nel 2001. I diversi colori rappresentano le piccolissime fluttuazioni in temperatura: la differenza tra i punti blu e rossi è di appena 0.0002 gradi. PLANCK sarà in grado di ottenere mappe ancora più precise. (Immagine: NASA/WMAP team)