Mapa da poeira galáctica complica – e anima – busca das ondas gravitacionais

O novo mapa da poeira galáctica (acima) revelado pelo Planck abrange todo o céu, identificando regiões de alta (em vermelho) e baixa (em azul) concentração de poeira. Como é possível visualizar, a região investigada pelo experimento BICEP2 (área retangular) não se encontra entre as de menor concentração de poeira. À esquerda, vê-se o hemisfério galáctico norte; à direita, o sul. Crédito: Adam, R. et al. (2014)

Um novo mapa da poeira galáctica, obtido pela equipe do telescópio espacial Planck, põe em dúvida os resultados de um estudo que alegou ter encontrado evidências das ondas gravitacionais primordiais. Por outro lado, o mapa pode apontar áreas nas quais a poeira esteja menos concentrada, possibilitando a efetiva observação futura dessas ondas, que datam da “infância” do universo.

Após dois anos de trabalho, os pesquisadores do Planck (telescópio da Agência Espacial Europeia — ESA) revelaram o mapa — que cobre todo o céu — da poeira cósmica, incluindo a região analisada pelo experimento BICEP2 que, em março, anunciou a descoberta de ondas gravitacionais, flutuações na estrutura do espaço-tempo que teriam se formado nos momentos iniciais do universo, possível sintoma do fenômeno que os cientistas chamam de inflação cósmica. [Leia também: “Descoberta das ondas gravitacionais impulsiona a teoria da inflação cósmica“]

O radiotelescópio BICEP2, localizado no Polo Sul, detectou um enrolamento da orientação da luz emitida pouco depois do Big Bang, ou a polarização da radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Ao menos foi isso que a equipe do BICEP2, liderada pelo astrônomo John Kovac, pensou ter detectado. Se confirmado, o achado seria evidência direta da inflação cósmica, inchaço extremamente veloz sofrido pelo universo nascente.

Meses depois, no entanto, outros estudos levaram Kovac e sua equipe a admitir que a poeira da Via Láctea poderia ter distorcido suas observações, polarizando a luz da mesma forma como as ondas gravitacionais supostamente o fariam. Ainda assim, os pesquisadores afirmaram que havia pouca poeira na região do espaço investigada pelo BICEP2, permitindo que o instrumento recebesse os sinais das ondas primordiais.

Frustração ou otimismo?

Agora, o mapa produzido por dados do Planck e armazenado no servidor de livre acesso arXiv demonstra que a polarização pela poeira é muito mais intensa na região averiguada pelo BICEP2 do que a equipe que opera este o telescópio considerou. David Spergel, astrofísico teórico da Universidade de Princeton e crítico do estudo do BICEP2, afirma que a maior parte do que este experimento viu “foi devido à poeira” (ver “Evidências da inflação cósmica desafiadas por novos estudos“). De fato, a região explorada pelo telescópio antártico não se encontra entre aquelas nas quais o Planck verificou pouca presença de poeira (como ilustra a imagem acima).

Subtraída a polarização provocada pela poeira, continua Spergel, um sinal residual verificado pelo BICEP2 pode, sim, derivar das ondas gravitacionais primordiais, mas a confirmação disso será difícil, mesmo com os esforços combinados das equipes do Planck e do BICEP2 na análise das informações obtidas por ambos os grupos, que deverá ser publicada em novembro.

A pesquisa em andamento (iniciada em julho) pretende identificar precisamente a parte do sinal detectado pelo BICEP2 que se deve à poeira, afinal, as medições da polarização da radiação de fundo realizadas por este experimento permanecem as mais completas já feitas e não podem ser fielmente comparadas ao mapa da poeira cósmica mais recente, tendo em vista que este se baseou na extrapolação do sinal de polarização captado pelo Planck, na frequência de rádio de 353 giga-hertz, para os dados do BICEP2, provenientes da frequência de 150 giga-hertz.

Paralelamente, existe espaço para otimismo a partir do mapa detalhado revelado pelo Planck que, se por um lado mostra que não se pode simplesmente descartar os efeitos da poeira sobre a luz em qualquer região do céu, por outro fornece pistas a respeito de como subtrair a contaminação dos mesmos efeitos. Desse modo, o mapa assinala as regiões em que a polarização pela poeira é menos acentuada e onde, portanto, estudos futuros poderão encontrar as ondas gravitacionais primordiais — caso existam — com maior grau de certeza.

Um desses estudos é esperado com alarde para o final de novembro e trata-se da análise de todo o conjunto de dados de polarização do Planck, removendo a perturbação oriunda da poeira galáctica. Na visão de Spergel, essa é a “melhor oportunidade” para que descubramos se as ondas primordiais, previstas pelo físico Albert Einstein, reverberam o período de fundação do nosso universo.

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