Um balão enorme, projetado para medir a radiação de fundo deixada pelo “Big Bang” e ajudar os cientistas a entender melhor a infância e a evolução do nosso Universo, acaba de passar para o próximo estágio de desenvolvimento
Trinta anos após o espectro da radiação cósmica de fundo (CMB) ter sido caracterizado com precisão pela primeira vez pela missão Cosmic Background Explorer (COBE) da NASA, espera-se que um novo experimento, conhecido como BISOU (de Balloon Interferometer for Spectral Observations of the Universe), avance significativamente essas medições, ganhando um fator de ~25 na sensibilidade.
Se bem-sucedidos, os resultados poderão fornecer insights sem precedentes sobre a história térmica do Universo, validar previsões da Teoria Padrão do Big Bang e potencialmente revelar uma nova física além da nossa compreensão atual, marcando um passo transformador em direção a um ambicioso espectrômetro CMB baseado no espaço para fazer parte do programa Voyage 2050 da Agência Espacial Europeia.
“BISOU despertará o campo de sua dormência de mais de 30 anos! Com a equipe CMBSPEC financiada pelo ERC, trabalhamos muito para motivar isso.”
Jens Chluba, membro da equipe científica do BISOU e professor de cosmologia no Jodrell Bank Center for Astrophysics da Universidade de Manchester
A CMB é a radiação remanescente da época em que o Universo começou. Embora a CMB esteja em todo o Universo, os humanos não conseguem vê-la a olho nu. Mas, utilizando equipamento especializado, pode tornar-se visível mesmo através da cortina da atmosfera, oferecendo novas informações sobre os primeiros momentos do Universo.
Embora o espectro quase perfeito do corpo negro da CMB tenha sido medido com precisão pela primeira vez há três décadas, e missões espaciais como WMAP e Planck tenham desde então revolucionado a nossa compreensão do Universo, mapeando as variações espaciais na temperatura da CMB e na polarização linear no céu, pequenos desvios na o CMB conhecido como distorções espectrais permanece amplamente inexplorado. Estas distorções, previstas pela teoria, transportam informações vitais sobre vários processos cósmicos em regimes que não foram previamente explorados.
Com o BISOU, os cientistas estão trabalhando intensamente em um novo espectrômetro diferencial transportado por balão para medir as distorções. O estudo de Fase 0, concluído no início deste ano, já demonstrou a viabilidade. Agora, avançando para a Fase A, durante os próximos dois anos, o consórcio de investigadores de França, Itália, Irlanda, Espanha, Reino Unido, EUA e Japão finalizará o conceito detalhado do projecto do balão estratosférico BISOU antes de, esperançosamente, levá-lo para os céus em 2028/29.
“Balões são uma ótima ferramenta para transportar equipamentos pesados para o alto da nossa atmosfera e são muito mais acessíveis do que lançar uma nave espacial. O BISOU operará a uma altitude de ~40 km, onde o balão flutuará por vários dias, permitindo que o espectrômetro evite grande parte da interferência atmosférica da Terra, possibilitando observações mais claras dos tênues sinais cósmicos.”
Bryce Cyr, Pesquisador Associado de Pós-Doutorado no Centro de Astrofísica Jodrell Bank da Universidade de Manchester
O equipamento especializado – o chamado espectrómetro de transformada de Fourier – baseia-se na longa herança do instrumento COBE/FIRAS e aproveita conhecimentos de estudos anteriores, como o PIXIE da NASA e as propostas da missão FOSSIL da Agência Espacial Europeia.
O projeto é coordenado pelo Professor Bruno Maffei e pela equipe de Cosmologia do Instituto de Astrofísica Espacial (IAS – Institut d’Astrophysique Spatiale) e é financiado pelo Centro Nacional Francês de Estudos Espaciais (CNES), que anunciou recentemente a transição do BISOU para a Fase A.