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El experimento QUIJOTE tiene dos objetivos principales. Uno de ellos es estudiar la polarización del fondo cósmico de microondas y el otro es detectar y caracterizar la emisión que nuestra propia  galaxia produce en ese rango de frecuencias. Esto nos permitirá saber realmente qué emisión procede de los primeros instantes del Universo.

Dentro de los estudios realizados en esta segunda parte se ha detectado una emisión anómala de microondas difusas, procedente de la Nube Molecular de Taurus. Se piensa que este tipo de emisiones que se detectaron por primera vez hace 20 años están producidas por partículas de polvo muy pequeñas que penetran en el medio interestelar. Las propiedades de polarización de estas emisiones tienen que ser caracterizadas y entendidas por alguien dispuesto a remover los fondos galácticos para analizar la polarización del fondo cósmico de microondas para la Cosmología.

La Nube Molecular de la constelación del Toro (Taurus) es una de las regiones de formación estelar más cercanas  y jóvenes donde podría producirse la denominada Emisión Anómala de Microondas difusa. Un grupo de astrofísicos, liderado por el investigador del IAC Frédéric Poidevin, ha utilizado el Experimento QUIJOTE, instalado en el Observatorio del Teide (Tenerife), para realizar observaciones de esta región y probar la existencia de estos procesos de emisión. Dichas observaciones son importantes, ya que una vez combinadas con las observaciones de otros experimentos, permiten una medición precisa de la emisión total asociada al polvo en rotación.

Las datos obtenidos de la Nube molecular de Taurus forman parte del proyecto PolAME, cuyo objetivo principal es caracterizar el nivel de polarización (es decir, la orientación geométrica de las oscilaciones de la radiación) de las emisiones anómalas de microondas en las fuentes galácticas observadas. Este proyecto es importante tanto para la comunidad galáctica como para los cosmólogos. Para lograr su objetivo, el proyecto PolAME utiliza nuevos datos proporcionadas por el experimento QUIJOTE.

Proyecto QUIJOTE

Liderado por el IAC, QUIJOTE es un proyecto que investiga el fondo cósmico de microondas y su polarización, pero necesita comprender los procesos de microondas en nuestra galaxia antes de intentar revelar las condiciones del Universo primitivo.

El proyecto PolAME utiliza el QUIJOTE-MFI, el primer instrumento de este experimento, para medir el grado de polarización de la Emisión Anómala de Microondas hacia una serie de regiones de nubes moleculares y fuentes compactas galácticas. Las nubes moleculares son regiones más densas que el medio interestelar difuso y donde ocurre la mayor parte de la formación estelar en nuestra galaxia. Cubren una gran fracción del cielo completo, por lo que es importante entender las propiedades de la Emisión Anómala de Microondas en estas regiones y no solo en el medio interestelar difuso de la Vía Láctea. El objetivo principal de PolAME es combinar los datos de QUIJOTE con los de los satélites WMAP y Planck, así como con otros datos públicos para aislar los componentes de Emisión Anómala de Microondas y estudiar sus propiedades de intensidad y polarización.

Durante el proyecto PolAME se produjeron mapas de la Nube Molecular del Toro y de su subregión LDN1527 con el QUIJOTE-MFI. En ellos se evaluó su calidad para su explotación científica y después se probó y validó el procedimiento utilizado para detectar la Emisión Anómala de Microondas y caracterizar su nivel de polarización. Este trabajo, publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) se ha realizado en colaboración con un equipo del IAC, en el que participan: Rafael Rebolo, José Alberto Rubiño Martín y Ricardo Génova-Santos; en colaboración con investigadores de otros nodos del consorcio QUIJOTE. Las mediciones de la Emisión Anómala de Microondas demuestran la relevancia e importancia de los datos de QUIJOTE-MFI para el muestreo del espectro electromagnético en radiofrecuencias inferiores a 20 GHz. Sin la información de QUIJOTE-MFI, los estudios previos subestimaron la intensidad de esta emisión, pero con los datos de QUIJOTE-MFI, la ubicación de los picos de emisión, y el ancho de sus características de Emisión Anómala de Microondas se han podido definir con mayor precisión.

QUIJOTE-MFI proporciona información astrofísica nueva y única, en intensidad y polarización, que antes no estaba disponible. Los estudios previos de fotometría de apertura se hacen generalmente en lo que se llama fuentes puntuales, lo que significa que se enfocan en un área pequeña en el cielo. El estudio sobre Nube Molecular del Toro se aplica sobre un área de unos dieciséis grados cuadrados en el cielo. Un área tan grande hace que el análisis sea difícil, pero a pesar de la dificultad ha sido posible mostrar una clara detección del AME en esta área. El estudio aumenta las estadísticas de detección de Emisión Anómala de Microondas sobre fuentes galácticas y confirma el bajo nivel de polarización esperado de este componente.

Todos los resultados obtenidos hasta ahora son importantes para estudios cosmológicos posteriores ya que muestran que el nivel de polarización de los fondos galácticos podría ser bastante bajo, si es que está polarizado.

El Experimento QUIJOTE CMB es una colaboración científica entre el Instituto de Astrofísica de Canarias, el Instituto de Física de Cantabria, el Departamento de Ingeniería de Comunicaciones (Santander), el Jordell Bank Observatory (Manchester), el Cavendish Laboratory (Cambridge) y la empresa IDOM. Inició operaciones en noviembre de 2012 y consiste en dos telescopios y tres instrumentos dedicados a medir la polarización del cielo de microondas en el rango de frecuencias entre 10 GHz y 42 GHz.

Los Observatorios del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) forman parte de la red de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS) de España.

Artículo: Poidevin F. et al. “QUIJOTE Scientific results. III. Microwave spectrum of intensity and polarization in the Taurus molecular cloud Complex and L1527”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 486, Issue 1, June 2019, Pages 462–485, https://doi.org/10.1093/mnras/sty3462

ADS: http://adsabs.harvard.edu/doi/10.1093/mnras/sty3462

Enlaces de interés:

Proyecto PolAME:  http://www.iac.es/proyecto/polame/

Experimento QUIJOTE: http://www.iac.es/proyecto/cmb/pages/en/home-cmb.php

“Más información en ww.iac.es/prensa”

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