El fondo cósmico de microondas (CMB) presenta regiones con un corrimiento al azul debidas al efecto Sunyaev–Zel’dovich (SZ) resultado del efecto Compton inverso, la interacción de los fotones de baja energía del CMB con los electrones de alta energía de un cúmulo galáctico. Gracias a ello, el telescopio espacial Planck de la ESA, tras 15,5 meses de observación, ha publicado un catálogo de 1227 candidatos a cúmulos y supercúmulos galácticos, llamado ESZ (Planck Early SZ). Entre ellos están confirmados 861, de los 683 ya eran conocidos y 178 han sido descubiertos por Planck. Los restantes 366 son candidatos y aún requieren confirmación independiente. En esta imagen se muestra el supercúmulo Shapley, formado por varios cúmulos galácticos, uno de los más bellos (sobre todo cuando uno imagina lo inmenso que es lo que se está viendo). Los interesados en los detalles técnicos pueden consultar el artículo Planck Collaboration, “Planck 2013 results. XXIX. Planck catalogue of Sunyaev-Zeldovich sources,” arXiv:1303.5089, 20 Mar 2013. Lo sé, lo sé, los resultados de Planck ya fueron noticia en su momento, pero estoy releyendo los artículos técnicos y habrá una serie de entradas en este blog sobre ellos.
Los supercúmulos y cúmulos galácticos son grandes estructuras del universo cuyo número y densidad depende de los parámetros del modelo cosmológico estándar. Su observación con el telescopio espacial Planck se ha basado en los mapas obtenidos por sus seis bolómetros de mayor frecuencia, entre 100 y 857 GHz. Fundamental ha sido el uso del catálogo de fuentes compactas (PCCS, por Planck Catalogue of Compact Sources) para determinar una máscara que elimine de los análisis las fuentes de primer plano que se comportan como errores sistemáticos en los análisis del efecto SZ. Además, se ha utilizado una máscara para eliminar la contribución de nuestra galaxia que ocupa el 16.3% del cielo, es decir, se han buscado las fuentes SZ en el 83,7% restante del CMB.
Hay 25 cúmulos galácticos ya conocidos que han sido identificados pero que no se incluyen en el catálogo oficial PSZ porque se encuentran total o parcialmente en la región de la máscara utilizada, tanto galáctica (como en el caso del cúmulo de Ofiuco que ilustro con esta figura) como de fuentes puntuales (catálogo PS). Podría parecer que la señal observada por Planck para el cúmulo de Ofiuco (parte derecha de la imagen en azul) es tan clara como la observada para el cúmulo de Shapley (la imagen que abre esta entrada), pero no debemos engañarnos, en el caso de Ofiuco la relación señal/ruido (o sea, CMB/galaxia) es pésima y la contribución galáctica es dominante. Gran parte de la señal observada es debida al algoritmo de reconstrucción del CMB en las regiones en las que no es observable de forma directa por estar oculto por nuestra galaxia.
Me gustaría destacar este punto. El CMB está parcialmente oculto detrás de los objetos de primer plano (nuestra galaxia y otras fuentes puntuales) y hay que utilizar máscaras para separar lo oculto y lo visible. En la colaboración Planck se han utilizado un amplio repertorio de máscaras en función de la propiedad del CMB que se quiere destacar. Muchas veces las máscaras no se muestran de forma explícita, lo que puede engañar a los incautos (en especial, en artículos divulgativos dirigidos a un público no experto). Por supuesto, utilizando la información de polarización, que se publicará el año que viene, se puede separar mejor el CMB de la contribución de primer plano (sobre todo en la región ocupada por la máscara galáctica), pero de forma oficial en los datos publicados en 2013 no se ha utilizado dicha información. Por ello, la máscara que se utilice es clave en la calidad de los resultados y todo análisis riguroso de los mismos debe tener esto muy presente. En próximas entradas volveré a destacar este punto.
Recomiendo ver la charla de Dick Bond (Univ. of Toronto), “Sunyaev- Zeldovich: Theory in the light of Planck, ACT and SPT,” KITP COnference: Observations and Theoretical Challenges in Primordial Cosmology, Apr 25, 2013 [video+audio; slides].
Francis (th)E mule Science's News
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