Planck: nuevas noticias sobre materia oscura y neutrinos del fondo cósmico
5/12/2014 de Interactions.org
Mapa de temperatura de la radiación cósmica de fondo (abajo izquierda) y ampliaciones mostrando, en relieve, la polarización de la luz en el canal de 353 GHz (los colores corresponden a la intensidad de la emisión térmica del polvo galáctico). Crédito: ESA – Planck collaboration.
La colaboración Planck, que incluye entre otros a CNRS, CEA, CNE y varias universidades francesas, ha anunciado, en un congreso en Ferrara (Italia) los resultados de cuatro años de observaciones del satélite Planck de ESA. El satélite tiene como objetivo estudiar la radiación del fondo cósmico, la luz más antigua del Universo. Esta luz ha sido medida con precisión en todo el cielo por primera vez tanto en intensidad como en polarización, produciendo así la imagen más antigua del Universo. Esta luz primordial nos permite “ver algunas de las partículas más escurridizas del Universo: la materia oscura y los neutrinos del fondo cósmico de neutrinos.
Ya en 2013 se publicó un mapa de las variaciones en la intensidad de la luz, mostrando dónde se encontraba la materia en el cielo 380 000 años después del Big Bang. Gracias a la medida de la polarización de esta luz, Planck puede ahora ver cómo se movía este material. Nuestra visión del Universo primitivo se ha hecho dinámica. Esta nueva dimensión, y la calidad de los datos, nos permite comprobar numerosos aspectos de la cosmología del modelo estándar. En particular, iluminan las partículas más escurridizas: la materia oscura y los neutrinos.
Los nuevos resultados son incluso más interesantes cuando son comparados con medidas realizadas por otros instrumentos. Los satélites Fermi y Pamela, así como el experimento AMS-02 a bordo de la Estación Espacial Internacional, han observado un exceso de rayos cósmicos, que podría interpretarse como una consecuencia de la aniquilación de la materia oscura. Sin embargo, ahora hay que considerar una explicación alternativa a estas medidas de AMS-02 o de Fermi, pues las observaciones de Planck no encuentran ninguna influencia en la evolución de la materia en el universo temprano de la gran cantidad de energía que esta aniquilación habría producido.
Las observaciones de Planck han detectado, por primera vez y de forma clara, el efecto de los neutrinos primordiales en los mapas del fondo cósmico. Los neutrinos detectados por Planck fueron emitidos un segundo después del Big Bang, cuando el Universo era todavía opaco a la luz, pero ya transparente a estas partículas, que pueden escapar libremente de ambientes que son opacos para los fotones, como el núcleo del Sol. 380 000 años más tarde, cuando fue emitida la radiación primordial, llevaba la marca de los neutrinos pues los fotones habían interaccionado gravitacionalmente con estas partículas. Así, observar los fotones más antiguos ha hecho posible confirmar las propiedades de los neutrinos. Las observaciones de Planck están en buen acuerdo con el modelo estándar de la física de partículas. Esencialmente excluyen la existencia de una cuarta familia de neutrinos, que había sido considerada como una posibilidad a partir de los datos del satélite WMAP, predecesor de Planck.
