Conforme foi referido no último número, o estudo da região espectral das micro-ondas reveste-se de especial importância em cosmologia. A observação das pequeníssimas anisotropias na radiação de fundo de micro-ondas (CMBR), reveladas pela primeira vez pelo COBE, pode ajudar a compreender a origem do Universo, a forma como este evoluiu (revelando, por exemplo, qual o processo de formação de estruturas no Universo) e quais as suas características fundamentais. Dois satélites estão a ser preparados para efectuar um estudo preciso das anisotropias da radiação de fundo de micro-ondas e, graças a sensibilidades e resoluções muito superiores às possuídas pelo COBE, espera-se uma revolução no nosso conhecimento do Universo. Já no final deste ano, a NASA, em colaboração com várias universidades norte-americanas, lançará o MAP (Microwave Anisotropy Probe) e em 2007 seguir-se-á o PLANCK da responsabilidade da Agência Espacial Europeia (ESA).
O satélite MAP (à esquerda na Fig. 1) está concebido para efectuar observações em bandas centradas nos 22, 30, 40, 60 e 90 GHz. O uso de várias "janelas" é essencial para remover sinais originados na própria Galáxia e que escondem a CMBR - por exemplo a emissão de sincrotrão com origem em pulsares e restos de supernovas, ou a emissão térmica da poeira no meio interestelar. A resolução atingirá os 13 minutos de arco, 30 vezes superior à do COBE. Ao longo de 2 anos este satélite permanecerá a 1.5 milhões de quilómetros da Terra (no ponto Lagrangeano L2 do sistema Terra-Sol) efectuando observações de todo o céu.
O PLANCK (à direita na Fig. 1), considerado por muitos como a missão definitiva em CMBR, efectuará observações em 10 canais de frequência espalhados entre os 30 e os 857 GHz. Esta grande
extensão espectral implica o uso de diferentes tecnologias para as
observações a baixas e a altas frequências. A baixas frequências, o
PLANCK está equipado com o LFI (Low Frequency Instrument)
que usa conjuntos de receptores rádio para observar a 30, 44, 70 e
100 GHz. Para as altas frequências será usado o HFI
(High Frequency Instrument), que utiliza bolómetros, para observar a
100 GHz. Para as altas frequências será usado o HFI
(High Frequency Instrument), que utiliza bolómetros, para observar a
100, 143, 217, 353, 545 e 857 GHz. A resolução angular varia de canal para canal mas pode atingir os 5 minutos de arco.
O lançamento do PLANCK está previsto para 2007 e espera-se que efectue
observações de todo o céu (também a partir do ponto Lagrangeano L2) ao longo de 3 anos.
Fig.1 Os satélites MAP (direita) e PLANCK (esquerda).As anisotropias da CMBR apresentam um espectro (de potência angular) muito sensível aos parâmetros cosmológicos. A figura em baixo mostra uma previsão deste espectro. No eixo das abcissas encontra-se representado (momento multipolar), uma grandeza inversamente proporcional à escala angular de observação. A ordenada representa, em microKelvin, o valor médio das flutuações de temperatura, , esperadas para cada escala. As regiões sombreadas sobre a curva indicam a precisão das medições efectuadas pelo COBE (gráfico da esquerda) comparando-as com as esperadas para o MAP (centro) e o PLANCK (à direita). Conforme se pode observar, o PLANCK permitirá determinar o espectro de potência angular com maior precisão e numa maior extensão de escalas angulares. A determinação precisa da posição e intensidade dos vários máximos neste espectro, possível com o MAP até valores de próximos de 1000 (que corresponde a uma escala angular de aproximadamente 13 minutos de arco) e posteriormente com o PLANCK até l aproximadamente 2000 (escala angular de 5 minutos de arco), resultará no conhecimento preciso das características do Universo com implicações em todos os campos da cosmologia.
Fig.2 Comparação da precisão das detecções do espectro de potência angular CMBR. A precisão para o MAP e PLANCK chega a ser tão elevada que as barras de erro se confundem com a curva teórica (adaptado de CMB Anisotropies: A Decadal Survey, por Wayne Hu).JMA &Dr. António Silva