Localizado no ponto mais ao sul da Terra, o Telescópio do Polo Sul de 280 toneladas e 10 metros de largura ajudou os astrônomos a desvendar a natureza da energia escura e se concentrar na massa real de neutrinos - partículas subatômicas indescritíveis que permeiam o Universo e, até muito recentemente, foram pensados para ser inteiramente sem massa mensurável.
O Telescópio do Pólo Sul (SPT), financiado pela NSF, foi projetado especificamente para estudar os segredos da energia escura, a força que supostamente conduz a expansão incessante (e aparentemente ainda acelerando) do Universo. Suas habilidades de observação de ondas milimétricas permitem que os cientistas estudem o Fundo Cósmico de Microondas (CMB) que permeia o céu noturno com o eco de 14 bilhões de anos do Big Bang.
Sobrepostas à impressão do CMB estão as silhuetas de aglomerados de galáxias distantes - algumas das estruturas mais massivas a serem formadas dentro do Universo. Ao localizar esses aglomerados e mapear seus movimentos com o SPT, os pesquisadores podem ver como a energia escura - e os neutrinos - interagem com eles.
"Os neutrinos estão entre as partículas mais abundantes do universo", disse Bradford Benson, um cosmologista experimental do Instituto Kavli de Física Cosmológica da Universidade de Chicago. "Cerca de um trilhão de neutrinos passam por nós a cada segundo, embora você dificilmente os notasse porque eles raramente interagem com a matéria 'normal'".
Se os neutrinos fossem particularmente massivos, eles teriam um efeito nos aglomerados de galáxias em grande escala observados com o SPT. Se eles não tivessem massa, não haveria efeito.
Os resultados da equipe de colaboração do SPT, no entanto, caem em algum lugar.
Embora apenas 100 dos 500 aglomerados identificados até agora tenham sido pesquisados, a equipe conseguiu estabelecer um limite superior preliminar razoavelmente confiável para a massa de neutrinos - novamente, partículas que antes se supunha terem não massa.
Testes anteriores também atribuíram um limite inferior à massa de neutrinos, estreitando assim a massa antecipada das partículas subatômicas para entre 0,05 - 0,28 eV (elétron-volts). Depois que a pesquisa do SPT for concluída, a equipe espera ter um resultado ainda mais confiante das massas das partículas.
"Com o conjunto completo de dados do SPT, seremos capazes de restringir extremamente a energia escura e possivelmente determinar a massa dos neutrinos", disse Benson.
"Deveríamos estar muito próximos do nível de precisão necessário para detectar as massas de neutrinos", observou mais tarde em um email para a Space Magazine.
Tais medições precisas não seriam possíveis sem o Telescópio do Polo Sul, que tem a capacidade, devido à sua localização exclusiva, de observar um céu escuro por períodos muito longos. A Antártica também oferece ao SPT uma atmosfera estável, bem como níveis muito baixos de vapor de água que poderiam absorver sinais fracos de comprimento de onda de milímetro.
"O telescópio do Polo Sul provou ser uma jóia da coroa da pesquisa astrofísica realizada pela NSF na Antártica", disse Vladimir Papitashvili, diretor do programa de Astrofísica Antártica e Ciências Geoespaciais do Escritório de Programas Polares da NSF. "Ele produziu cerca de duas dúzias de publicações científicas revisadas por pares desde que o telescópio recebeu sua" primeira luz "em 17 de fevereiro de 2007. O SPT é um projeto muito focado, bem gerenciado e surpreendente."
As descobertas da equipe foram apresentadas por Bradford Benson na reunião da American Physical Society em Atlanta, em 1º de abril.
