univers [ Descopera ] Mai mult decât văd ochii: Universul distant şi rece

[Nerdy]

La cinci mii de ani-lumină de Pământ se află cel mai rece obiect găsit în Univers, nebuloasa Boomerang – o stea în agonie care lasă în urmă un 
nor de gaz având doar un grad peste 0 K – zero absolut. Acest nor, ca și alte obiecte reci din Univers, este invizibil cu ochiul liber.

 

Norul creşă-de-stele Orion A
 

Cu cât este mai rece un obiect, cu atât sunt mai mari lungimile de undă ale luminii emise w1. La temperaturi de 50 K sau mai puțin,
porțiunile reci de gaz interstelar și de praf cosmic emit lumină având lungimi de undă în spectrele infraroșu îndepărtat (25 μm până la 350 μm) și sub-milimetric (350 μm la 1 mm), adică lungimi de undă pe care ochii noștri nu le pot detecta. Atunci cum știm că există aceste obiecte reci?
Pentru a capta radiațiile și pentru a "vedea" obiectele care emit în lungimi de undă dincolo de domeniul vizibil, 
astronomii folosesc telescoape dedicate spectrelor infraroșu-îndepărtat (FIR), sub-milimetric (sub-mm) și de microunde.
Însă această abordare vine şi cu provocări: lumina emisă la aceste lungimi de undă lungi este absorbită de vaporii de apă și de alte molecule din atmosfera Pământului, 
ceea ce face ca observațiile de la sol să fie extrem de dificile, sau chiar imposibile, la lungimi de undă FIR. Pentru majoritatea lungimilor de undă în infraroșu,
 atmosfera însăși emite lumină, adăugând o sursă nedorită de zgomot la semnalele cosmice de care sunt interesați astronomii.
Pentru a combate aceste probleme, telescoapele cu lungimi de undă mari pot fi amplasate doar în regiuni uscate şi de înaltă altitudine. 
De exemplu, cea mai mare instalație de radio-astronomie din lume – Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) – se află în Anzii cilieni. La o altitudine de 5000 de metri,
 ALMA se află pe una dintre cele mai înalte locații de observator de pe Pământ, şi poate studia lumina ce soseşte de la unele dintre cele mai reci obiecte din Univers 
(așa cum este descris în Mignone & Pierce-Price, 2010).
Agenția Spațială Europeanăw2 (ESA) a mers chiar și mai sus, pe 14 mai 2009, când a lansat două noi observatoare spațiale. Funcționând dincolo de atmosfera Pământului, 
observatorul spațial Herschel și satelitul Planck au fost destinate să studieze acel Univers rece și îndepărtat. În termeni astronomici, 
observarea obiectelor îndepărtate înseamnă că privim înapoi în timp. Când un telescop observă o galaxie aflată la 100 de milioane de ani lumină distanță, 
vedem galaxia așa cum era ea acum 100 de milioane de ani, când lumina a fost emisă. Și pentru că universul nostru se extinde, 
lungimea de undă a luminii emise de stele și galaxii îndepărtate se măreşte și mai mult până ajunge la telescoapele aflate pe sau lângă Pământ 
– un fenomen cunoscut sub numele de deplasarea-spre-roşuw3. 
Observatorul spațial Herschel a conţinut un telescop de 3,5 m pentru observații FIR și submilimetrice, iar misiunea sa a fost studierea originii 
și evoluției stelelor și galaxiilor. Pe de altă parte, scopul satelitului Planck a fost de a studia radiația relicvelor din Big Bang prin supravegherea întregului cer în 
spectrele submultimetric și de microunde. Până în 2013, când cele două misiuni s-au încheiat, observațiile lor au furnizat multe indicii care altfel lipseau astronomilor.