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Tendencias Con los ojos en el cielo para descubrir el pasado mas remoto

Distintos proyectos internacionales, en los que participan científicos argentinos, buscan mirar hacia atrás en el tiempo para “ver” como se formaron las primeras estrellas y galaxias después del Big Bang

Tendencias Con los ojos en el cielo para descubrir el pasado mas remoto

https://www.qubic.org.ar// Presidencia CNEA

2 de Enero de 2022 | 03:56
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Por estos días, un telescopio espacial, el James Webb, se encuentra viajando hacia su destino definitivo en el espacio, un punto llamado “Lagrange”, ubicado a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, y asombra a la humanidad no tanto por su extremada tecnología como por sus propósitos, ya que será utilizado no solo para la observación del universo, sino fundamentalmente para mirar hacia atrás en el tiempo, exactamente a más de 13.800 millones de años atrás, y así observar las primeras estrellas y galaxias que se formaron unos cientos de millones de años después del Big Bang, como así también descubrir nuevos mundos extraterrestres.

Este aparato, que tiene a los ojos de la Humanidad escrutando el Universo, fue lanzado el día de Navidad, costó unos 10.000 millones de dólares, y es un proyecto conjunto de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense. Sin embargo, no es el único que busca traer noticias del pasado, ya que también existen otros “ojos” que actualmente también miran al cielo con fines similares, y que tienen relación directa con nuestro país, como por ejemplo el telescopio de microondas del Proyecto Qubic (Q-U Bolometric Interferometer for Cosmology), que comenzó a viajar en Francia y culminará en marzo del 2022, a 5.000 metros de altura en el Observatorio de Alto Chorrillos, en la provincia de Salta, con el desafío de descubrir la radiación remanente de microondas de la explosión que dio origen al Universo hace 13.800 millones de años.

Del mismo modo, otro telescopio automatizado, que podrá operar remotamente desde Buenos Aires, está siendo montado en la base antártica Belgrano II, la más austral de los emplazamientos argentinos en el continente, desde donde tendrá la posibilidad de detectar exoplanetas y otros cuerpos celestes que son de difícil acceso desde otras latitudes.

EL PROYECTO QUBIC

A principios de julio último, el telescopio de microondas del Proyecto Qubic llegó desarmado al puerto de Buenos Aires y fue trasladado a Salta en camión para su integración en el laboratorio de la Regional Noroeste de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), en la capital provincial.

“El proyecto apunta a detectar lo que la teoría predice que debe existir como consecuencia de la inflación, el movimiento donde el universo se expandió a una velocidad exponencial y se definieron sus características”, explica Beatriz García, vicedirectora del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA) y a cargo del área de Educación y Difusión del Proyecto Qubic.

La también investigadora principal del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet), lo hace más gráfico al señalar que “la teoría predice que en el universo primitivo, cuando todavía no había galaxias ni estrellas, cuando la materia no estaba ni siquiera organizada, aparecieron ondas gravitacionales primordiales, y esas son las ondas que queremos encontrar a través de este interferómetro bolométrico”.

Claro está que de llegar a verificarse esta parte de la teoría, un logro semejante sería merecedor de un Premio Nobel, y los científicos que participan del proyecto, entre ellos varios argentinos, creen que lo pueden lograr.

“Para hacer ciencia de este tipo – explica el también argentino Alberto Etchegoyen, responsable del Comité Directivo del Proyecto QUBIC - hay que ir a 5.000 metros de altura, porque el instrumento necesita esos cielos y las características de Alto Chorrillos, que es casi única en el mundo”.

Este interferómetro bolométrico trabaja con temperaturas cercanas al cero absoluto, o cero grado Kelvin, que son -273 grados Celsius, y en ello están depositadas las expectativas de los científicos para conseguir su objetivo.

Esto se debe a que lo que buscan detectar es una muy precisa longitud de onda de microondas, que son las del universo primordial. Se trata de energías muy bajas (2.7° Kelvin), pero como el equipo trabaja a una temperatura todavía mucho menor, cuando esta señal llegue se modificará la temperatura y así el sistema podrá detectarla.

“El interferómetro trabaja con temperaturas muy bajas – explica Etchegoyen -

y eso le permite tener escaso ruido, ya que hay poca temperatura, que es una forma de energía que genera ruidos. Los bolómetros tienen la gran ventaja de poder medir esta radiación de un milímetro y con temperaturas de 2.7 grados Kelvin. Son energías muy bajas las que queremos medir, pero lo haremos a temperaturas mucho menores”.

Respecto a lo que se busca, la astrofísica argentina Beatriz García explica que “esta luz empezó a viajar cuando el universo se expandió, y esos fotones que buscamos es la radiación cósmica del fondo de microondas. Como viene viajando desde hace más de 13.500 millones de años, esa luz se expandió con el universo, y la longitud de onda se hizo mucho mayor, por lo que la radiación es de menor energía, son de microondas, frías, de baja energía. Y de ser captada, esa radiación proporcionará mucha información, porque es la huella digital de lo que sucedió antes de que los fotones empezaran a viajar libremente. Eso es lo que uno quiere extraer, los datos de adentro de la radiación”.

El lugar es otra de las ventajas del Proyecto Qubic, ya que Alto Chorrillos, en Salta, es considerado ideal para hacer este tipo de búsquedas, debido a que el cielo suele estar siempre claro, no hay interferencias sonoras ni lumínicas, y, lo más importante, el clima es muy seco, una característica fundamental para poder detectar estas señales.

Por otra parte, según señala Etchegoyen, la aparición de estas ondas de microondas del universo primordial no es azarosa sino estadística, por lo que como mucho tardarán tres años y medio en hacer estas mediciones, ya que en ese tiempo esperan llegar a una cierta cantidad de flujo.

Cabe destacar que en la búsqueda de Qubic, de cosmología experimental, participan Argentina, Francia, Italia, Estados Unidos y Reino Unido, y en nuestro país el proyecto parte de un acuerdo entre el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación, Conicet, CNEA y el gobierno de Salta.

UN OBSERVATORIO EN LA ANTÁRTIDA

Mientras tanto, también el “Observatorio Robótico Antártico Argentino” busca realizar observaciones científicas de tipo fotométrico sobre diversos objetos del cielo nocturno, con un telescopio con los instrumentos necesarios para producir imágenes astronómicas de alta calidad y una infraestructura adecuada para albergarlos frente a condiciones climáticas extremas.

Sobre este proyecto, el doctor en física e investigador del IAFE, Mario Melita, explica que “las ubicaciones polares tienen ventajas importantes para la astronomía. En la Antártida hay regiones donde el régimen climático es de los más estables en el planeta, con muy poco viento, las bajas temperaturas disminuyen el ‘ruido’ en los detectores, y de acuerdo a la latitud en la que nos paremos podemos disponer de seis meses de día y seis meses de noche. Son condiciones muy valiosas para estudiar un fenómeno astronómico como estrellas binarias o exoplanetas, porque se pueden conseguir datos constantes durante un largo período de tiempo, y no observaciones de ocho horas al día como se puede hacer desde posiciones más al norte”.

“Este proyecto – sostiene el científico - aprovecha la disponibilidad logística de Argentina para operar desde la base antártica Belgrano II, que está ubicada a apenas 17 grados del Polo Sur, y desde donde se puede monitorear la región del espacio visible desde allí con mucha regularidad, algo que para los observatorios ubicados más al norte es más complejo porque sus latitudes le dan menos tiempo de acceso. Así nos dará más oportunidades de observar estrellas peculiares y sistemas exoplanetarios, tomando como referencia lo que ya conocemos y los datos que aportan las misiones satelitales, por ejemplo la misión TESS, ya que esta ubicación nos permitirá producir datos con una base de tiempo similar a la que producen los satélites, pero con un costo comparativo muchísimo menor”.

“Hasta donde tenemos conocimiento – subrayó el investigador - esta sería la tercera experiencia a nivel mundial de estas características. China ya tiene un observatorio que les permitió avanzar en varias investigaciones y ahora planea instalar en el corto plazo otros tres o cuatro similares, mientras que también hay un telescopio en la base Concordia que operan de manera conjunta Francia e Italia, que también ha demostrado ser muy útil”.

Cabe destacar que la Base Belgrano II está ubicada en el “Nunatak Bertrab”, en bahía de Vahsel, sobre la costa Confín en la Tierra de Cotas, a unos 1.300 kilómetros del Polo Sur y a cerca de 5.000 de nuestra región, y a nivel internacional es la más austral asentada sobre tierra firme, con la característica además de tener cuatro meses de noche polar y cuatro meses de día, en la que las temperaturas pueden alcanzar decenas de grados bajo cero, con vientos de hasta 200 kilómetros por hora.

A LA BÚSQUEDA DEL BIG BANG

En su viaje hacia encontrarse con el pasado más remoto, en tanto, el “James Webb” de la NASA ya realizó su primera maniobra de corrección de trayectoria para alcanzar su objetivo, mediante el primer encendido de propulsores, que duró 45 minutos y se completó con éxito.

Cabe señalar que el encendido de propulsores es uno de los dos hitos críticos en cuanto al tiempo, luego del despliegue del panel solar, ya que el cohete debe acelerar hasta la velocidad correcta en tres etapas, teniendo cuidado de no entregar demasiado empuje ya que solo habrá tres maniobras de corrección de camino en total.

La NASA tiene un plan detallado para desplegar el telescopio en un período de aproximadamente dos semanas, y está previsto que en 20 días más se inserte en la órbita del punto de Lagrange, el destino más equilibrado entre las fuerzas gravitacionales del Sol y la Tierra, que mantendrá la misma orientación con respecto a ambas, y donde la calibración y blindaje resultan más sencillos.

Es así que los ojos del mundo miran por estos días hacia estos ambiciosos proyectos, que persiguen nada más y nada menos que estudiar lo que sucedió en el Universo hace miles de millones de años atrás, con la formación de las primeras galaxias y estrellas después del Big Bang y de los planetas dentro y fuera del sistema. Nada menos que un viaje en el tiempo hacia el pasado más remoto que pareciera salido de la ciencia ficción, pero que es ciencia real y que está ocurriendo en la actualidad.

“Hasta donde sabemos, esta sería la tercera experiencia a nivel mundial de estas características”

“La aparición de estas ondas de microondas del universo primordial es estadística”

“Para hacer ciencia de este tipo, hay que ir a 5.000 metros de altura, porque el instrumento necesita esos cielos y las características de Alto Chorrillos, que es casi única en el mundo”

Alberto Etchegoyen, responsable del Comité Directivo del Proyecto QUBIC

“De ser captada, esa radiación proporcionará mucha información, porque es la huella digital de lo que sucedió antes de que los fotones empezaran a viajar libremente

Beatriz García, vicedirectora del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA) y a cargo del área de Educación y Difusión del Proyecto Qubic.

 

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