Experimentul BOOMERanG, pentru radiația cosmică de fond

(Telescopul este pregătit pentru lansare.)

În astronomie și cosmologie observațională, experimentul BOOMERanG (Balloon Observations Of Millimetric Extragalactic Radiation and Geophysics) a fost un experiment care a măsurat radiația cosmică de fond (RCF) a microundelor unei părți a cerului în timpul a trei zboruri cu balon sub-orbital (la altitudine mare). A fost primul experiment care a realizat imagini mari, de înaltă fidelitate, ale anizotropiilor de temperatură RCF și este cel mai bine cunoscut pentru descoperirea din 2000 că geometria universului este aproape de plan, cu rezultate similare din experimentul concurent MAXIMA.

Folosind un telescop care a zburat la peste 42.000 de metri înălțime, a fost posibilă reducerea la minimum a absorbției atmosferice a microundelor. Acest lucru a permis o reducere masivă a costurilor în comparație cu o sondă prin satelit, deși numai o mică parte a cerului a putut fi scanată.

Primul a fost un zbor de test peste America de Nord în 1997. În cele două zboruri ulterioare din 1998 și 2003 balonul a fost lansat de la stația McMurdo din Antarctica. A fost purtat de vânturile polare vortex într-un cerc în jurul Polului Sud, revenind după două săptămâni. Din acest fenomen telescopul și-a luat numele.

Echipa BOOMERanG a fost condusă de Andrew E. Lange din Caltech și Paolo de Bernardis de la Universitatea din Roma La Sapienza.

Instrumentaţie

Experimentul folosește bolometre pentru detectarea radiațiilor. Aceste bolometre sunt păstrate la o temperatură de 0,27 kelvin. La această temperatură, materialul are o capacitate termică foarte scăzută conform legii Debye, astfel lumina de microunde care intră va provoca o schimbare mare de temperatură, proporțională cu intensitatea undelor de intrare, care se măsoară cu termometre sensibile.

O oglindă primară în afara axei de 1,3 metri focalizează microundele pe planul focal, care constă din 16 terminale. Aceste terminale, care funcționează la 145 GHz, 245 GHz și 345 GHz, sunt dispuse în 8 pixeli. Doar o mică parte din cer poate fi văzută simultan, astfel încât telescopul trebuie să se rotească pentru a scana întregul câmp vizual.

Rezultate

(Anizotropia RCF măsurată de BOOMERanG)

Împreună cu experimente precum experimentul Saskatoon, TOCO, MAXIMA și altele, datele BOOMERanG din 1997 și 1998 au determinat cu o precizie ridicată distanța unghiulară a diametrului până la suprafața ultimei împrăștieri. Atunci când sunt combinate cu date complementare cu privire la valoarea constantei Hubble, datele Boomerang au determinat geometria Universului ca fiind plană, susținând dovezile supernova pentru existența energiei întunecate. Zborul Boomerang din 2003 a avut ca rezultat hărți ale raportului semnal-zgomot extrem de ridicate ale anizotropiei de temperatură RCF și o măsurare a polarizării RCF.