Telescopio Cosmológico de Atacama logra medir la lente cósmica con datos diurnos por primera vez

La colaboración científica del Telescopio Cosmológico de Atacama (ACT) ha anunciado un importante avance en la observación del universo al demostrar que es posible utilizar datos recopilados durante el día para medir el efecto de lente gravitacional del fondo cósmico de microondas (CMB, por sus siglas en inglés), según revela un estudio publicado en el repositorio científico arxiv.org.

Hasta ahora, los análisis del ACT se habían limitado a observaciones nocturnas debido a que la radiación solar calienta y deforma el espejo del telescopio durante el día, complicando la caracterización del instrumento. Sin embargo, los investigadores han logrado superar este obstáculo técnico mediante rigurosas verificaciones y pruebas de consistencia.

"Detectamos el espectro de potencia de lente del CMB con una significancia de 17 sigma", señala el estudio. Esta medición tiene una amplitud consistente con las predicciones basadas en el modelo cosmológico estándar Lambda-CDM derivado de observaciones previas de Planck-ACT.

El efecto de lente gravitacional del CMB ocurre cuando los fotones provenientes del fondo cósmico de microondas son desviados por estructuras de materia a gran escala durante su viaje hacia la Tierra. Este fenómeno se ha convertido en una herramienta fundamental para la cosmología de precisión, permitiendo a los científicos estudiar la distribución de materia en el universo y restringir parámetros cosmológicos clave.

Los datos utilizados en este análisis fueron recopilados entre 2017 y 2022, específicamente entre las 11:00 y las 23:00 UTC, y forman parte del conjunto de datos conocido como ACT Data Release 6 (DR6). Los investigadores se centraron en las observaciones realizadas a frecuencias de 90 y 150 GHz, captadas por los detectores polarizados PA5 y PA6 del telescopio.

En combinación con datos de oscilaciones acústicas bariónicas del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), esta nueva medición permite establecer una restricción sobre la amplitud de las fluctuaciones de materia (σ8) con una precisión del 3,3%, un resultado consistente con análisis previos basados únicamente en datos nocturnos.

"El análisis presentado aquí es especialmente relevante para experimentos de ondas milimétricas del CMB basados en tierra en el sitio de Atacama, allanando el camino para futuros análisis que utilicen tanto datos nocturnos como diurnos para imponer restricciones estrictas a los parámetros cosmológicos", explican los autores del estudio.

Este logro técnico es particularmente significativo porque permite aprovechar aproximadamente la mitad de los datos recopilados por el ACT que anteriormente se descartaban por haberse obtenido durante el día. La inclusión de estos datos diurnos es una de las mejoras anticipadas para el análisis final del ACT DR6+, que promete ofrecer mediciones cosmológicas aún más precisas.

El Telescopio Cosmológico de Atacama, ubicado en el desierto de Atacama en Chile a más de 5.000 metros sobre el nivel del mar, es uno de los instrumentos más avanzados para el estudio del fondo cósmico de microondas, la radiación residual del Big Bang que proporciona información crucial sobre los primeros momentos del universo y su evolución posterior.

Los investigadores realizaron más de cien pruebas de consistencia y verificaciones para garantizar la robustez de su medición y su compatibilidad con las observaciones nocturnas, demostrando que es posible obtener resultados científicos fiables incluso bajo las desafiantes condiciones de observación diurna en Atacama.

Este avance se suma a otros logros recientes en el campo de la cosmología observacional, como el primer análisis conjunto del espectro de potencia de lente del CMB con datos de múltiples telescopios (ACT, Planck y el Telescopio del Polo Sur), que proporcionó la medición más precisa hasta la fecha de este fenómeno con una relación señal-ruido de 61.