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Astrofotografía
El Universo temprano visto con el Very Small Array

Francisco Blanco

May. 2005




La primera detección del Fondo Cósmico de Microondas, hecha por Arno Penzias y Robert Wilson en 1965, marcó el inicio de una serie de descubrimientos y trabajo teórico sobre las condiciones físicas del Universo en sus épocas iniciales. Este trabajo ha tenido una enorme trascendencia y actualmente se encuentra en su etapa más intensa.

La observación del Fondo Cósmico de Microondas ha permitido medir con gran precisión las fluctuaciones en temperatura del Universo cuando este tenía apenas 380,000 años de haber iniciado su expansión. Las fluctuaciones en temperatura, de apenas una diez milésima de Kelvin de una región a otra, reflejan las variaciones en densidad de la materia-energía que existían en el Universo en sus origenes.

Temp de fondo

El Fondo Cósmico de Microondas en la esfera celeste, en grados Kelvin, medido por la sonda WMAP de la NASA.


Estas fluctuaciones en densidad habrían de evolucionar, gobernadas por efectos gravitacionales, en los cúmulos galácticos que observamos hoy, y de los cuales nuestra galaxia, junto con nosotros formamos parte

Abell

Cúmulo galáctico Abell 1060 en la constelación Hydra.


El Fondo Cósmico de Microondas, literalmente una imagen del Universo temprano, no solo ha permitido corroborar el origen de los cúmulos galácticos, estrellas, planetas, y nebulosas, también contiene codificada información sobre ciertos parámetros fundamentales del Universo, tales como su edad (13.7 miles de millones de años), la geometría del espacio tiempo (plana), la existencia de un periodo de aceleración exponencial en los primeros instantes de su existencia (conocido como inflación), así como la contribución de los diferentes constituyentes en el total de la materia-energía del Universo.

El Very Small Array (VSA) es uno de los instrumentos que observa continuamente el Fondo Cósmico de Microondas. El VSA es un radiotelescopio situado en el Observatorio del Teide en las Islas Canarias.

VSA

Vista aérea del Observatorio del Teide


El VSA es operado por la Universidad de Manchester, la Universidad de Cambridge, y el Instituto de Astrofísica de Canarias.

El VSA es un interferómetro de catorce antenas montadas en un soporte

VSA

Fig: UIA_VSA - Vista frontal del VSA

VSA

Vista lateral del VSA


El Fondo Cósmico de Microondas, junto con la emisión atmosférica y la radiación proveniente de alguna fuente de emisión extragaláctica que pudiera encontrarse en el campo visual genera un voltaje en cada una de las antenas del VSA. El voltaje de cada antena es combinado con el de cada una de las otras antenas utilizando un correlacionador. Cada una de las señales generadas por el correlacionador es calibrada, el efecto de la emisión atmosférica corregida y los errores en la compensación de la rotación de la tierra durante la observación eliminados. Posteriormente se remueve la emisión de la fuente extragaláctica. Una vez que se tiene una observación limpia, estas se utilizan para diferentes fines, incluyendo la generación de mapas de temperatura y el calculo de parámetros cosmológicos.

Hasta ahora el trabajo desarrollado con el VSA ha estado dirigido principalmente a la estimación de los parámetros fundamentales del Universo. El VSA esta siendo actualmente sometido a una serie de mejoras y modificaciones que resultaran en una mayor sensibilidad y mejor resolución. Los planes que se tienen contemplados para el VSA en su nueva configuración incluyen ademas de la continuación de mejoras en la estimación de parámetros cosmológicos, la detección y determinación de ciertas características físicas de cúmulos galácticos y el estudio de la evolución de las fluctuaciones de la materia-energía en la estructura de gran escala del Universo que hoy observamos.


gas

Simulación del efecto de gas intragaláctico en el Fondo Cósmico de Microondas


M31

M31 espiral de nuestro cumulo galáctico.