El satélite europeo Planck ha finalizado su primer mapa de todo el cielo, tarea que le ha llevado unos seis meses. La misión sigue adelante, pues recordemos que su objetivo es estudiar durante unos catorce meses, como mínimo, la radiación cósmica de fondo (CMB). El CMB es la radiación residual resultante de la formación de los primeros átomos cuando el Universo se enfrío lo suficiente unos 380 000 años después del Big Bang y se volvió «transparente». Debido a la expansión del Universo y el correspondiente corrimiento hacia el rojo, el CMB es en la actualidad una radiación de microondas correspondiente a la emisión de un cuerpo negro a 2,725 K (160,2 GHz). Su estudio nos permite comprender mejor el Big Bang y la proporción de materia oscura y energía oscura que existe en el Universo, ampliando el trabajo de la sonda WMAP de la NASA. Planck tiene una sensibilidad diez veces mayor que la sonda de la NASA, lo que permitirá obtener espectros de frecuencias del CMB con una resolución tres veces más grande. En este sentido, podemos decir que la misión ya ha sido un éxito, aunque todos los datos adicionales que siga obteniendo permitirán refinar aún más los resultados. Por ahora, nos quedamos con la siguiente imagen:

El caso es que es una imagen muy bonita, sí, pero realmente no aporta nada nuevo según los objetivos de la misión, aunque hará la delicia de más de un astrónomo galáctico. Planck ha sido diseñado para cartografiar con exquisita resolución el CMB, pero lo que vemos en la imagen es, principalmente, la contribución del polvo y gas de nuestra Galaxia, cuyo plano podemos ver claramente como una franja horizontal azulada que recorre la imagen (no es casualidad, pues el mapa ha sido realizado usando coordenadas galácticas). Es decir, parafraseando a Francis the(E) mule, podemos decir que los datos de verdad están «censurados». Para obtener los datos del CMB «puros» quedan por delante muchos meses de calibraciones y análisis tremendamente tediosos y complicados. Además del polvo y gas interestelar, los científicos deben restar ahora los cúmulos galácticos y galaxias individuales, la contribución de la radiación sincrotrón o los efectos de los cúmulos Sunyaev-Zeldovich, entre otras fuentes. Una vez restadas todas estas contribuciones, el mapa del CMB obtenido por Planck deberá quedar tal que así:

Simulación del mapa del CMB obtenido por Planck (NASA).

Por lo tanto, ahora toca esperar, pero no sin antes felicitar a la ESA por el éxito de una de las misiones más importantes para desentrañar los misterios de nuestro Universo.

Planck, en un principio llamado COBRAS/SAMBA, es la tercera misión de tamaño medio (M3) del programa científico de la ESA denominado Horizonte 2000. Planck puede resolver anisotropías de la temperatura del CMB que tengan un tamaño superior a 10 minutos de arco, con una precisión de dos millónesimas. El espejo principal de Planck, de 1,9 x 1,5 metros de diámetro, recoge la radiación de microondas del CMB y la dirige hacia un espejo secundario de 1,1 x 1 m, que a su vez la enviará hacia dos conjuntos de detectores. Un grupo de 22 receptores (Low Frequency Instrument, LFI) cubren las frecuencias bajas (27-77 GHz, en tres rangos principales) operando a 20 K de temperatura, mientras que otros 52 bolómetros (High Frequency Instrument, HFI) se encargan de las frecuencias altas (83-1000 GHz, en seis rangos), funcionando a sólo 0,1 K, sólo una décima por encima del cero absoluto. La nave girará sobre su eje una vez por minuto para estabilizarse y escanear el CMB. Para mantener las bajísimas temperaturas en los instrumentos, el eje de Planck apunta en la dirección contraria al Sol, con una posible variación de 10º. El eje tampoco puede desviarse más de 15º en la dirección de la Tierra para garantizar las comunicaciones. La masa de Planck es de 1921 kg y sus dimensiones son de 4,2 x 4,2 m. El contratista principal es Thales Alenia Space y el coste de la misión es de unos 600 millones de euros.

Planck estudia el CMB desde una órbita de halo (tipo Lissajous) en el punto de libración de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol, con un radio de 400 000 km. L2 está situado a 1,5 millones de km en dirección opuesta al Sol. De este modo se logra eliminar la radiación infrarroja emitida por la Tierra, que impediría la refrigeración hasta temperaturas cercanas al cero absoluto. La órbita de halo permite además que la nave no se encuentre nunca dentro de la sombra de la Tierra, lo que produciría anomalías térmicas y, por lo tanto, interferencias en los instrumentos.

Planck (ESA).

Antenas del LFI (las más grandes) y del HFI (ESA).

Rango del espectro de microondas del CMB observado por los instrumentos HFI y LFI (ESA).