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L’Isti-Cnr e il progetto Planck

L’Isti-Cnr e il progetto Planck (RM file)

Il 14 maggio 2009 l'agenzia spaziale europea ha lanciato in orbita il satellite Planck; da allora i due sofisticati strumenti di bordo hanno iniziato a osservare il fondo cosmico di microonde per decifrare dettagli ancora nascosti della storia del nostro universo.

L'interpretazione dei dati raccolti da Planck richiede tecniche di analisi molto avanzate, al cui sviluppo hanno dato un significativo contributo i ricercatori dell'Istituto di scienza e tecnologia dell'informazione (Isti) del Cnr di Pisa.

Secondo Emanuele Salerno, che guida il gruppo pisano, i motivi del coinvolgimento degli informatici nel progetto sono due. Il primo riguarda la mole dei dati da trattare. Lo strumento LFI a bordo di Planck  raccoglie e manda a terra circa 40 Gb di dati per ogni giorno di osservazione e sono necessari strumenti molto potenti e sofisticati per la loro elaborazione.

Il secondo motivo è che quando la misure fatte sono estremamente sensibili diventa importante e anche complicato distinguere il segnale utile dal rumore di fondo cioè da tutti i disturbi che vi si sovrappongono.

Rispetto ai suoi predecessori, Cobe e Wmap lanciati dalla Nasa, Planck con i suoi strumenti offre un'accuratezza di misura e una definizione molto maggiori.

Inoltre, i dati registrati sono la sovrapposizione di segnali generati da oggetti fisici distinti distribuiti a varie distanze dalla Terra.

Il satellite che guarda in una certa direzione nel cielo vede su tutti i suoi nove canali nove diverse sovrapposizioni di questi diversi segnali. Il problema è che le proporzioni di questi segnali non sono note. E' come se ci dessero un certo numero di cocktail fatti con gli stessi ingredienti, ma con dosi diverse e noi assaggiandoli dovessimo stabilire quali sono per ognuno di essi le dosi che sono state usate.

Riuscire a quantificarle può svelarci molto sulla cosmologia del Big Bang. Ed è proprio quello che il gruppo pisano è riuscito a fare. Dopo undici anni di lavoro siamo arrivati a mettere a punto un sistema che a partire da un'immagine formata a sua volta da più immagini elementari e valutata in diverse componenti di colore riesce a estrarre tutte le componenti fondamentali di quest'immagine.

Reno Mandolesi, direttore dell'istituto di astrofisica spaziale e fisica cosmica di Bologna, è il responsabile di uno dei due strumenti che volano su Planck, detto lo strumento a bassa frequenza.

La cosiddetta separazione delle componenti è uno degli aspetti cruciali dell'analisi dati di Planck in quanto permette in maniera molto precisa di separare il segnale astrofisico, che è quello che proviene dalla nostra galassia, dal segnale cosmologico che è quello che proviene dalla prima luce.

L'approccio vincente proposto nel 1999 dai ricercatori dell'Isti-Cnr, quello delle cosiddette ‘tecniche cieche' ha permesso oggi di arrivare ad avere risultati promettenti.

Luca Trombella