La astrofísica italiana Sofía Fatigoni investiga el fondo cósmico de microondas desde la estación Amundsen-Scott

La astrofísica italiana Sofía Fatigoni se encuentra inmersa en una labor de investigación crucial en la estación Amundsen-Scott, enfocada en el estudio del fondo cósmico de microondas (FCM). Esta base científica está estratégicamente situada en el Polo Sur geográfico, un entorno donde las temperaturas descienden habitualmente hasta los -50°C, considerando el efecto de la sensación térmica por el viento. La instalación se asienta a 2835 metros de altitud sobre la vasta capa de hielo antártica y lleva el nombre de los exploradores que alcanzaron este punto extremo en 1911 y 1912, respectivamente.

Las condiciones ambientales en este emplazamiento son, sin duda, extremas: el frío intenso y el aislamiento geográfico se conjugan para ofrecer un aire prístino, prácticamente libre de contaminación y con una humedad casi nula. Esta pureza ambiental resulta ser un escenario inmejorable para la observación astrofísica de alta precisión. La Dra. Fatigoni centra su trabajo en el ambicioso proyecto conocido como BICEP Array. El objetivo primordial de esta iniciativa es la detección de las huellas dejadas por las ondas gravitacionales primordiales, las cuales se cree que quedaron grabadas en el FCM durante los instantes iniciales del universo.

Según las principales teorías cosmológicas, estas ondas se originaron en la época de la inflación cósmica, justo después del Big Bang. Por lo tanto, la confirmación de las llamadas B-modas de polarización en el FCM representaría una prueba experimental directa y contundente de la teoría inflacionaria. El fondo cósmico de microondas, conocido también como radiación de fondo, es esencialmente el calor residual que quedó del universo tras el evento conocido como el “último esparcimiento”, ocurrido unos 380 mil años después del inicio del cosmos. El espectro de esta radiación exhibe las características de un cuerpo negro perfecto, con una temperatura actual medida de 2,725 Kelvin.

El experimento BICEP Array no es un esfuerzo aislado; es la continuación de una saga de investigaciones previas, que incluyeron las fases BICEP1 (desarrollada entre 2006 y 2008) y BICEP2 (activa de 2010 a 2012). El conjunto actual se compone de cuatro telescopios criogénicos, y el primero de ellos comenzó a recopilar datos en el año 2019, seguido por el segundo en 2022. Estos instrumentos están diseñados para medir la polarización del FCM con una sensibilidad excepcional. El reto es separar la señal buscada de las interferencias, como la polución por polvo galáctico, un factor que, cabe recordar, complicó el análisis de los datos obtenidos por BICEP2 en 2014.

La vida operativa en la estación, administrada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. bajo el marco del Programa Antártico de EE. UU. (USAP), presenta analogías sorprendentes con las condiciones marcianas, dada la alternancia entre seis meses de día polar y seis meses de noche ininterrumpida. La base tiene capacidad para albergar hasta 150 personas durante el verano austral, reduciéndose a unos 50 efectivos durante el invierno, quienes permanecen en total reclusión desde mediados de febrero hasta finales de octubre. Un detalle curioso es que, debido al lento pero constante movimiento de la capa de hielo, que avanza unos 10 metros anualmente, es necesario reubicar anualmente el marcador físico del Polo Sur geográfico. Estas características únicas hacen de este sitio un lugar irremplazable para la astrofísica, albergando también otras instalaciones clave como el observatorio de neutrinos IceCube.

Las investigaciones que Sofía Fatigoni y su equipo están llevando a cabo son de una trascendencia mayúscula, pues buscan arrojar luz sobre los instantes más remotos de la existencia del universo. Si se logra detectar con éxito las B-modas generadas por las ondas gravitacionales, la teoría inflacionaria dejaría de ser una mera hipótesis especulativa para convertirse en un hecho empíricamente demostrado, inaugurando así una nueva y emocionante etapa en el campo de la cosmología.