Fondo cosmico a micro-onde (CMB)

Il fondo cosmico a micro-onde (CMB) è il residuo delle fasi iniziali dell'Universo, estremamente calde e dense. Il suo spettro di corpo nero ha il massimo a circa 2 mm (150 GHz) e la sua intensità domina il cielo ad alta latitudine galattica a tutte le lunghezze d'onda tra 20 cm a 500 micron circa. Poco dopo la sua scoperta, nel 1965, ci si rese conto che le fluttuazioni di densità , da cui è nata la struttura dell’Universo attuale, devono aver lasciato traccia in piccole anisotropie della temperatura del fondo cosmico, rilevate per la prima volta nel 1992 dal satellite COBE della NASA. Lo spettro di potenza delle anisotropie del CMB contiene, codificate, informazioni dettagliate sui parametri cosmologici fondamentali. Una serie impressionante di esperimenti, culminati con il lancio del satellite della NASA detto WMAP, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, ha permesso di stabilire che la geometria dell'universo è quasi piatta, che l’universo e’ dominato da energia oscura, che e’ circa il 70% della densità di energia cosmica, da materia oscura, che comprende circa l'85% della densità di materia, e che le fluttuazioni primordiali hanno avuto uno spettro quasi indipendente dalla scala, in linea con l’idea che siano emerse da una fase primordiale inflazionistica. Nello scenario inflazionistico, l’energia del vuoto domina la densità di energia dell'universo durante le prime fasi, e guida un’ espansione esponenziale in grado di trasformare, quasi stirandolo, un cammino microscopico in una dimensione molto più grande del nostro universo visibile, rendendo la sua geometria piatta con alta precisione.

L'inflazione primordiale ci permette anche di mettere dei vincoli sull'origine e le proprietà statistiche delle perturbazioni primordiali. La tremenda espansione inflazionistica consente di superare il divario tra le dimensioni subatomiche, sulla cui scala sono generate fluttuazioni quantistiche, e le dimensioni astrofisiche, collegando i semi delle strutture che osserviamo oggi nell'universo alle fluttuazioni quantistiche originate circa 10 ^ (-35) secondi dopo il big bang. In altre parole, dalle anisotropie del CMB, che sono direttamente connesse alle fluttuazioni di densità primordiali, impariamo a comprendere i processi fisici che avvengono ad energie estreme, irraggiungibili in qualsiasi acceleratore immaginabile sulla Terra. Così lo studio della CMB ci riporta alle domande più profonde sull'origine dell'universo. Anche se lo scenario inflazionistico offre una serie impressionante di risposte, la fisica su cui si basa non è ancora ben compresa, e abbiamo bisogno di scendere più a fondo nella straordinaria ricchezza delle informazioni contenute nelle mappe del CMB. Il passo successivo in questa direzione è dato dal satellite Planck, sviluppato dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA) come missione definitiva per lo studio delle anisotropie della temperatura del fondo cosmico dato che ne consente lo studio su scale di 5 minuti d'arco e che rappresenta un notevole passo avanti verso misure di polarizzazione del CMB estese a tutto il cielo. All'interno del consorzio internazionale Planck, il gruppo di Padova si sta occupando della "separazione delle componenti " per lo strumento a bassa frequenza. Lo scopo di questo sforzo è, da un lato, eliminare dalle mappe del CMB prodotte da Planck nell’intervallo di frequenza 30 - 860 GHz, i segnali sovrapposti e, dall'altro lato, ricostruire il più accuratamente possibile ciascuna singola componente che abbia un interesse astrofisico.

News – MEDIA INAF

Il notiziario online dell'Istituto Nazionale di Astrofisica
  • Un impatto fra il Pianeta rosso e un piccolo planetoide, grande quanto Cerere o Vesta, potrebbe essere all'origine di Phobos e Deimos. L’ipotesi è avvalorata da un nuovo studio del Southwest Research Institute pubblicato oggi su Science Advances

  • Uno studio della Boulder Colorado University indaga la natura di due formazioni a forma di ali nella galassia Ngc 6240. Si tratta di materiale espulso dalla galassia dal vento stellare e da due buchi neri supermassicci che presto si fonderanno. Il materiale mancante fa prevedere un minore tasso di formazione di nuove stelle.

  • Con un rapporto di contrasto di uno su cento milioni e uno spettrografo a campo integrale da 10mila pixel, la camera hi-tech sviluppata a UC Santa Barbara e al Caltech promette di produrre numerose immagini dirette di pianeti extrasolari. E funziona anche da sensore di fronte d’onda

  • Pronti per la pubblicazione i dati sullo spettro di 340mila stelle nella Via Lattea. Studiati con una precisione senza precedenti, permetteranno – assieme ai dati del telescopio spaziale europeo Gaia – la creazione del più completo atlante stellare mai creato

  • Nella remota galassia attiva Xid2028 un flusso notevole di materia si disperde nello spazio e impoverisce le riserve di gas nella galassia stessa, che nell’arco di dieci milioni di anni potrebbe non avere più la materia prima per forgiare nuove stelle. La scoperta vede protagonisti i ricercatori dell'Inaf

  • Nico Cappelluti, astrofisico romagnolo all’università di Miami, assieme ad altri ricercatori di università statunitensi potrebbe avere scoperto un segnale del decadimento di materia oscura. Lo studio, di cui avevamo già parlato, è ora in via di pubblicazione su The Astrophysical Journal

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