FINITO IL LIQUIDO REFRIGERANTE

Planck: HFI al traguardo

Esattamente come previsto dagli scienziati, i ricevitori ad alta frequenza della sonda ESA per lo studio della radiazione cosmica di fondo a microonde, esaurito l’elio-3, hanno iniziato a riscaldarsi oltre la soglia permessa per le osservazioni scientifiche. La missione continua con LFI, lo strumento a bassa frequenza.

Il piano focale di Planck. Al centro, le antenne dei bolometri di HFI, raffreddati fino a qualche giorno fa a una temperatura prossima allo zero assoluto. Crediti: ESA (Image by AOES Medialab)

Fino a mezzogiorno di venerdì scorso è stato il punto più freddo del Sistema solare. Ma gli scienziati sapevano che non sarebbe durato a lungo. La temperatura, lentamente ma in modo inesorabile, aveva già preso a salire da qualche settimana, al ritmo di 2.5 millesimi di grado al giorno. Fino a che, appunto alle ore 12 del 14 gennaio, non ha superato la fatidica soglia che lo ha reso troppo caldo per continuare il suo lavoro. E HFI, lo high frequency instrument, uno dei due strumenti a bordo del satellite ESA Planck, al lavoro dall’estate del 2009 a 1.5 milioni di chilometri dalla Terra, s’è dovuto arrendere: è ancora gelido – stiamo parlando di poche frazioni di grado sopra lo zero assoluto – ma non abbastanza per rilevare, com’è riuscito a fare fino a tre giorni fa, nella mappa a microonde dell’Universo, le differenze di temperatura, nell’ordine dei milionesimi di grado, risalenti all’epoca del Big Bang. Così l’hanno mandato in pensione.

Un pensionamento giunto esattamente nell’istante previsto dai responsabili della missione: quando la pressione dell’elio-3, isotopo dell’elio e ingrediente fondamentale del cocktail criogenico che ha mantenuto per 30 mesi abbondanti HFI a -273.05 gradi sotto zero, è scesa al di sotto dei 18.6 bar, rallentandone il flusso. Ma anche e soprattutto un pensionamento ampiamente meritato: «Oggi è un giorno di festa per la comunità di HFI, che ha visto finire nel migliore dei modi le operazioni di uno strumento concepito ormai 20 anni fa. Ha lavorato per 976 giorni, decisamente più a lungo del previsto, ad un livello di sensibilità mai raggiunto prima, e ineguagliabile per molto tempo a venire», commenta infatti a caldo (per modo di dire: lo abbiamo raggiunto alle isole Svalbard, oltre il Circolo polare artico…) Paolo De Bernardis, del Dipartimento di Fisica dell’Università “La Sapienza” di Roma, tra gli scienziati italiani impegnati sullo strumento ad alta frequenza di Planck.

La missione continua

Giorno di festa o di tristezza che sia, quel che è certo è che non è ancora il momento dei ricordi: gli scienziati di Planck hanno promesso alla comunità scientifica mondiale il rilascio delle prime mappe cosmologiche, con i relativi articoli scientifici, per l’inizio del 2013. Un impegno che richiede un lavoro di analisi immane, e non concede un istante di tregua. Senza contare che oltre a HFI, basato su tecnologia bolometrica e sensibile a un range di frequenze dai 100 agli 857GHz, a bordo di Planck è presente anche LFI, il low frequency instrument, i cui radiometri, progettati per captare segnali tra i 30 e i 70 GHz, sono destinati a produrre dati ancora a lungo.

«Ora che HFI ha tagliato il traguardo», spiega infatti il responsabile di LFI Reno Mandolesi, associato INAF, congratulandosi per l’eccellente qualità dei dati ottenuti da HFI, «Planck entra nella cosiddetta fase di estensione. Significa che ha ancora davanti a sé fino a 12 mesi d’osservazioni, anche se con il solo LFI, lo strumento a bassa frequenza, che essendo in grado di funzionare a una temperatura nominale superiore può continuare ad avvalersi dello “Stirling cooler” a 4 kelvin di HFI, tutt’ora operativo. In parallelo, va avanti una frenetica attività d’analisi dati. L’eccitazione è grande, anche per i risvolti che i risultati potrebbero avere nel campo della fisica fondamentale, tali da rendere Planck un esperimento gemello di LHC del CERN».

Nel frattempo, un antipasto dei ghiotti risultati già ottenuti dai due strumenti di Planck è in programma fra qualche settimana. Dal 13 al 17 febbraio, infatti, astrofisici e cosmologi da tutto il mondo, fra i quali il responsabile di HFI Jean-Loup Puget, s’incontreranno a Bologna per un convegno internazionale su “Astrophysics from the Radio to the Sub-Millimetre: Planck and other Experiments in Temperature and Polarization”. Convegno il cui protagonista sarà senza dubbio Planck: «una missione meravigliosa», come l’ha appena definita Jan Tauber, dell’ESA, che ne è il project scientist. «Grazie alle straordinarie prestazioni del satellite e degli strumenti di bordo, ora abbiamo a disposizione un autentico tesoro di dati scientifici sui quali lavorare».

Per saperne di più:

Il satellite Planck, lanciato nello spazio il 14.05.2009 in combinazione con Herschel, è la missione ESA di terza generazione completamente dedicata allo studio del fondo cosmico di microonde, segnale originato circa 13 miliardi di anni fa. Planck ha l’obiettivo di determinarne la geometria, il contenuto, l’evoluzione e di studiare la fase di espansione parossistica dell’universo, detta “inflazione”, che lo ha portato a dilatarsi in una frazione di secondo a dimensioni paragonabili a quelle attuali e di gettare luce sulla misteriosa materia oscura e energia oscura di cui in gran parte è formato. Il contributo INAF italiano è costituito da uno dei due strumenti, denominato LFI (Low Frequency Instrument), dal Data Processing Center (DPC), finanziato da ASI, e dalle attività teoriche necessarie per l’analisi e l’interpretazione dei dati.

Principali risorse su rete per PLANCK: