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Gli albori dell’Universo visti da Planck

Presentate in anteprima mondiale a Ferrara, le mappe della polarizzazione del fondo cosmico a microonde ottenute dal telescopio spaziale

La nascita delle prime stelle e il processo di annichilazione della materia oscura sono alcuni dei quesiti irrisolti della cosmologia ai quali Planck cerca di dare risposta. Gli ultimi dati del satellite dell’ESA per lo studio della radiazione cosmica di fondo a microonde (CMB, Cosmic Microwave Background) sono protagonisti di un convegno che si protrarrà fino al 5 dicembre a Ferrara.

Circa 200 scienziati provenienti da tutto il mondo stanno valutando i risultati preliminari e non pubblicati della missione, che già lasciano intravedere una ricostruzione dell’età oscura dell’universo in grado di smussare alcuni fra gli attriti fino a ora irrisolti tra il punto di vista dell’astrofisica e quello della cosmologia.

“Sebbene l'enorme male di dati di altissima qualità di Planck sia ancora sotto analisi, già ora Planck è diventato l'elemento essenziale per la comunità cosmologica mondiale ed è entrato nei libri di testo - ha commentato Enrico Flamini, Coordinatore Scientifico dell’ASI - l'Italia, con l'ASI, la comunità scientifica e l'industria nazionale, ha un ruolo assolutamente primario in questo successo che rimarrà per decenni il riferimento per lo studio delle origini del nostro Universo”.

L’età oscura raccontata nelle nuove mappe di Planck corrisponde al periodo buio che precede l’accensione delle prime stelle. Una lunga epoca che ha inizio circa 380 mila anni dopo il Big Bang, quando l’universo - con la formazione dei primi atomi d’idrogeno - divenne trasparente, permettendo così alla CMB d’attraversarlo e di giungere fino a noi, e che termina con la cosiddetta epoca di reionizzazione: ovvero la transizione all’epoca, in cui l’idrogeno non condensato in galassie è quasi completamente ionizzato. Transizione che si è soliti far coincidere, appunto, con l’epoca di formazione delle prime stelle, e sulla cui collocazione temporale le osservazioni astrofisiche – come quelle degli spettri dei quasar più lontani – non trovano corrispondenza nei risultati cosmologici ottenuti dal satellite WMAP della NASA.

I nuovi risultati di Planck derivano principalmente dalle mappe della polarizzazione: una proprietà (come la lunghezza d’onda, o l’ampiezza) della radiazione elettromagnetica molto difficile da misurare nella CMB, ma cruciale per ricostruirne la storia, l’ambiente dal quale ha avuto origine e quello che si è trovata ad attraversare nel corso del suo lungo viaggio fino a noi, durato circa 13.8 miliardi di anni. Lo stato di polarizzazione della CMB cambia se essa incontra elettroni liberi lungo il suo percorso, quindi la sua misura fornisce informazioni sulla condizione, neutra o ionizzata, della materia che attraversa. 

"Grazie al debole segnale contenuto nelle mappe in polarizzazione di Planck, stiamo finalmente iniziando a ricomporre l’intero puzzle della storia dell’universo, dalle fluttuazioni primordiali alla fine dell’età oscura - ha sottolineato Reno Mandolesi, Responsabile del Low Frequency Instrument, collocato a bordo di Planck e finanziato dall'ASI - questo senza dover ricorrere a tasselli esotici estranei al modello standard della cosmologia".