JAXA ha aprobado la misión LiteBIRD para buscar modos B en la polarización del CMB

La agencia espacial japonesa JAXA (Japan Aerospace eXploration Agency) ha seleccionado el telescopio espacial LiteBIRD como misión estratégica. Este telescopio espacial pretende observar los modos B resultado de la inflación cósmica en la polarización del fondo cósmico de microondas; ha sido aprobado el 21 mayo de 2019 por el ISAS (Institute of Space and Astronautical Science) y debería ser lanzado al espacio en 2027 (apoyarán la misión NASA y quizás también ESA). Los modos B son resultado de las ondas gravitacionales primordiales (o cosmológicas) que se producen durante el recalentamiento tras la inflación. Su observación permitirá sesgar el espacio de modelos inflacionarios y, quizás, conducirá a un Premio Nobel a la inflación cósmica.

LiteBIRD observará el cielo durante 3 años en un órbita alrededor del punto de Lagrange L2 entre la Tierra y el Sol. Gracias a sus más de 3000 bolómetros observará en 15 bandas entre 34 GHz y 448 GHz; estos bolómetros usan detectores superconductores que estarán enfriados a 100 mK (milikelvin); su sensibilidad alcanzará 2.5 µK arcmin (microkelvin por minuto de arco) para los multipolos acústicos del CMB entre 2 y 200. Se estima que debería medir el cociente tensor-a-escalar r con una precisión Δr < 0.001 (solo en el caso de que r < 0.001 se le escapará la observación de los modos B); recuerda que r es el cociente entre la energía cedida al espaciotiempo durante el recalentamiento y la cedida a su contenido. Los límites actuales para los modos B (o modos de divergencia nula) indican que r < 0.062 al 95% CL (LCMF, 22 oct 2018). La mayoría de los modelos inflacionarios predicen r > 0.01, luego LiteBIRD promete ser la navaja de Ockham que necesitamos.

Hasta donde me consta, LiteBIRD será la próxima misión espacial para observar el CMB tras el telescopio espacial Planck de la ESA; hay otras misiones en fase de diseño, pero aún no están aprobadas. La noticia se ha publicado en “ISAS selects LiteBIRD as the strategic large mission #2!,” LiteBIRD News, 21 May 2019. Más información sobre LiteBIRD en M. Hazumi, P. A. R. Ade, …, M. Yoshida, “LiteBIRD: A Satellite for the Studies of B-Mode Polarization and Inflation from Cosmic Background Radiation Detection,” Journal of Low Temperature Physics 194: 443-452 (Mar 2019), doi: 10.1007/s10909-019-02150-5; A. Suzuki, P. A. R. Ade, …, M. Yoshida, “The LiteBIRD Satellite Mission: Sub-Kelvin Instrument,” Journal of Low Temperature Physics 193: 1048-1056 (dec 2018), doi: 10.1007/s10909-018-1947-7; T. Hasebe, S. Kashima, …, M. Yoshida, “Concept Study of Optical Configurations for High-Frequency Telescope for LiteBIRD,” Journal of Low Temperature Physics 193: 841-850 (dec 2018), doi:
10.1007/s10909-018-1915-2.

Todavía no está aprobado el diseño definitivo de los instrumentos de LiteBIRD. Esta tabla, publicada en marzo de 2019, nos muestra las directrices de diseño aprobadas en 2016.  La observación de los modos B es muy difícil debido al velo galáctico (la emisión de microondas polarizadas por el polvo que rodea nuestra galaxia); todos deseamos que LiteBIRD pueda superar este problema obteniendo un mapa detallado de la contribución de este velo galáctico que permita descontar su efecto y desvelar los modos B que se encuentran más allá. No será una tarea fácil, pero el objetivo merece la pena por su enorme relevancia en cosmología.



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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 23 mayo, 2019
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