NeoFronteras

Dudas sobre los modos-B

Área: Espacio — sábado, 19 de abril de 2014

Sugieren que los modos-B observados por BICEP2 podrían no ser cosmológicos y su fuente sería un antiguo remanente de supernova.

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Mapa del FCM con las fuentes de emisión en bucle sobrepuestas. Fuente: Hao Liu, Philipp Mertsch, Subir Sarkar.

Ya hay un estudio que niega que los modos-B de polarización observados por BICEP2 sean de origen cosmológico.
Como todos sabemos, el radiotelescopio BICEP2 observa desde el polo Sur el fondo cósmico de microondas (FCM) en busca de patrones de polarización. La región del cielo que estudia es muy pequeña, pero observa con mucha precisión. Hace unas semanas se publicaron sus primeros resultados sobre la detección de modos-B de origen cosmológico en el patrón de polarización del FCM. Este resultado apunta a la existencia de ondas gravitatorias primordiales y apoya algunas teorías inflacionarias sobre el origen del Universo. Estos resultados están todavía sin confirmar. Se espera que en octubre se publiquen los datos de Planck al respecto, que cubrirán todo el cielo, y que estos nos saquen de dudas.
El problema es que en ambos casos observamos desde dentro de nuestra galaxia, por lo que se está sujeto a fuentes de ruido de origen galáctico. Al ser la Vía Láctea una galaxia espiral se cuenta con la ventaja de que algunas regiones del cielo se ven más o menos influenciadas por esa presencia. Los típicos mapas del FCM se presentan en proyección elíptica con el plano galáctico ocupando el eje mayor.
Lo malo es que si sólo se observa una pequeña región del cielo siempre se tiene la duda de si se ha restado convenientemente el efecto de nuestra galaxia. Los miembros del equipo de BICEP2 afirman que han restado bien ese efecto, sobre todo el producido por el polvo cósmico. Apuntaron su telescopio a una región lo más alejada posible de la Vía Láctea y usaron modelos sobre el polvo interestelar para restar la influencia de una posible señal generada por este polvo. Estiman que, a lo más, este efecto sólo da cuenta del 20% de la señal observada atribuida a las ondas gravitacionales primordiales.
Nuestra galaxia tiene principalmente dos fuentes de emisión de ruido en la observación del FCM. Por un lado está la radiación sincrotrón de los electrones que se mueven dentro del campo magnético galáctico y la segunda debida a la reflexión producida por el polvo.
Subir Sarkar (Oxford University) y sus colaboradores afirman que los modos-B observados corresponden a emisiones en bucle de nuestra galaxia, emisiones que hasta ahora no se habían tenido en cuenta. Por tanto, esos modos-B no serían modos primordiales causados por las ondas gravitatorias generadas durante la inflación cosmológica.
La emisión en bucle es una emisión difusa de radio cuyos bucles (ver mapa) se cree que están causados por remanentes de supernovas antiguos que han crecido hasta tamaños muy grandes de 300 a 1000 años luz después de haberse expandido durante cientos o miles de años y que ahora ocupan grandes regiones del cielo bajo nuestra perspectiva. Como es sabido, estos remanentes son nubes de gas y polvo impulsadas por la onda de choque de la supernova que les dio origen.
Subir Sarkar lleva desde los años ochenta estudiando este fenómeno y cree que el polvo atrapado por estas estructuras constituye una importante fuente de ruido que no ha sido tenida en cuenta en los datos obtenidos por BICEP2. Según este grupo de investigadores, incluso en los datos del WMAP tampoco se tuvo en cuenta este efecto al reducir los datos, pues no formaba parte de los protocolos de limpieza de datos.
Esta radiación se produciría por efecto sincrotrón debido a las presencia de rayos cósmicos dentro del campo magnético del remanente. Si además hay hierro metálico o moléculas magnéticas entonces se puede producir una emisión polarizada, lo que contaminaría la señal de los modos-B tomada por BICEP2, especialmente en la región observada, por donde pasa uno de estos bucles.
De momento no se atreven a decir que los modos-B observados no son cosmológicos por falta de datos.
Algunos proponen que los datos de BICEP2 sean corroborados a varias frecuencias para confirmar el resultado. Una señal cosmológica verdadera debe ser independiente de la frecuencia y los mapas obtenidos deben ser iguales independientemente de la frecuencia usada para su obtención. La señal en bucle es tan débil que no constituye una contaminación significativa en los resultados habituales del FCM, pero sí para los modos-B, que son mucho más débiles que los modos-E.
Es de esperar que los datos de Planck aclaren la cuestión y que este año ya estemos seguros o no de la existencia de modos-B cosmológicos. Planck observa a varias frecuencias, así que es de esperar que dilucide la cuestión.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Hallan modos-B en el fondo cósmico.

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1 Comentario

  1. lluís:

    En eso hay que confiar, en que los datos de Planck nos puedan sacar de la duda de si esos modos-B son ó no cosmológicos; aunque si resulta que no lo son, no creo que eso pueda afectar mucho a la teoría de la inflación.Al fin y al cabo cuenta con buenos argumentos,como por ejemplo, el análisis de las anisotropías del fondo cósmico de microondas que permitió confirmar la existencia de un periodo inflacionario en los primeros momentos del Big-Bang, o la homogenidad del universo y esto a pesar de que Penrose dice que la Inflación “is fantasy”.

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