Un astrónomo de la Universidad de Manchester se encuentra en el umbral de crear el mapa más detallado y preciso del cielo radioeléctrico jamás realizado, lo que promete ofrecer nuevas perspectivas sobre las primeras estrellas, galaxias y posiblemente nuevos fenómenos físicos. Este ambicioso proyecto, denominado UnifySky, cuenta con un financiamiento de 2,25 millones de euros a través de una Consolidator Grant del Consejo Europeo de Investigación (ERC).
Bajo la dirección del Dr. Phil Bull, el proyecto se extenderá por cinco años y combinará décadas de observaciones previas con datos frescos obtenidos a través de una antena personalizada llamada RHINO. Este esfuerzo busca abordar uno de los grandes desafíos de la cosmología moderna.
El misterio del cielo radioeléctrico
El término “cielo radioeléctrico” hace referencia a las ondas de radio emitidas por diversos objetos en el universo, como pulsars, quásares y nubes de gas hidrógeno. Aunque estas señales son invisibles para el ojo humano, contienen pistas cruciales sobre los momentos más tempranos del universo, incluyendo cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias. La elaboración de un mapa del cielo radioeléctrico permite a los astrónomos descubrir estructuras y procesos ocultos que no pueden ser detectados mediante telescopios ópticos tradicionales. Sin embargo, el progreso ha estado limitado por mapas incompletos e inconsistentes o afectados por errores instrumentales.
"Los mapas existentes pueden tener errores superiores al 10%, mientras que necesitamos que estén por debajo del 1%", afirmó el Dr. Bull, quien es investigador en cosmología en el Centro para Astrofísica Jodrell Bank. "Estas inexactitudes provienen de datos antiguos e inconsistentes recopilados a partir de múltiples telescopios. Sin modelos mejorados, las señales débiles de las primeras estrellas y galaxias se pierden entre la intensa emisión radioeléctrica de nuestra propia galaxia".
Nuevas técnicas para un viejo problema
Para lograr su objetivo, el proyecto UnifySky integrará décadas de observaciones previas con mediciones calibradas con precisión desde RHINO. Utilizando técnicas estadísticas avanzadas implementadas en el software Hydra, desarrollado por el Dr. Bull, se espera desenredar señales superpuestas y corregir errores provenientes de instrumentos anteriores, generando así el primer modelo completamente coherente del cielo radioeléctrico.
Uno de los objetivos clave es detectar la tenue señal de 21 cm emitida por el hidrógeno en el universo temprano, que proporciona información fundamental sobre cuándo se formaron las primeras estrellas y galaxias. Los modelos mejorados transformarán los resultados científicos obtenidos por experimentos destacados como el Hydrogen Epoch of Reionization Array (HERA), MeerKAT, y el Square Kilometre Array (SKA).
Análisis de señales intrigantes
Además, este proyecto revisitará dos resultados desconcertantes reportados por los instrumentos ARCADE-2 y EDGES, ambos responsables de detectar señales radioeléctricas inusuales que algunos investigadores sugieren podrían indicar nueva física. Aún no está claro si estas señales son reales o si son producto de errores en la realización de estas complejas mediciones.
El proyecto UnifySky se centrará en tres áreas principales:
- Construcción de un modelo estadístico altamente preciso del cielo radioeléctrico: Se desarrollará un modelo avanzado que combine observaciones pasadas y actuales para producir un único mapa consistente del cielo.
- Observación del cielo con un nuevo telescopio tipo antena: Se construirá una antena horn calibrada llamada RHINO, que permitirá reobservar la señal inusual detectada por EDGES.
- Apertura a nueva física desde el cielo radioeléctrico: Al combinar el nuevo modelo con las mediciones calibradas desde RHINO, se reanalizarán datos procedentes de telescopios líderes para estudiar el universo temprano.
Dicha investigación aprovecha la reputación global establecida del Jodrell Bank en astronomía radioeléctrica junto con la experiencia del Dr. Phil Bull en cosmología teórica y observacional, posicionando a Manchester como un líder en este innovador proyecto.
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