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1 de Mayo de 2016
Astropartículas

La Red de Telescopios Cherenkov

Un ambicioso proyecto mundial permitirá estudiar con un nivel de detalle sin precedentes las fuentes cósmicas de partículas más energéticas del universo.

Múltiples telescopios: Cada observatorio de la Red de Telescopios Cherenkov contará con decenas de instrumentos de distintos tamaños. Esta recreación artística muestra varios telescopios de 23 y 12 metros de diámetro. [G. PÉREZ/INSTITUTO DE ASTROFÍSICA DE CANARIAS/SMM]

En síntesis

Los rayos gamma (radiación electromagnética de muy alta energía) se producen en algunos de los fenómenos más violentos del universo, como las explosiones de supernova o los procesos de acreción que tienen lugar en los agujeros negros.

En los próximos años, un consorcio internacional pondrá en marcha la Red de Telescopios Cherenkov, el mayor observatorio terrestre de rayos gamma jamás construido. Se espera que el proyecto revolucione la astronomía de rayos gamma.

Con una sede en cada hemisferio y un total de más de 100 telescopios, el proyecto permitirá abordar varias preguntas aún abiertas en astrofísica y física fundamental. Las instalaciones se construirán en Chile y en la isla canaria de La Palma.

Entre los espectáculos más hermosos que puede ofrecernos el cielo nocturno­ se encuentran, sin duda, las lluvias de estrellas. Al contrario que el firmamento ordinario, el cual se nos aparece a simple vista como eterno e inmutable, las lluvias de estrellas nos recuerdan que el universo es cambiante. Acaparan nuestra atención por la rapidez con que se desarrollan y por la sorpresa que nos causan esos fragmentos de material extraterrestre cuando los vemos morir ante nosotros en un derroche de energía.

Si nuestros ojos fuesen mucho más sensibles y veloces, el cielo nocturno se nos presentaría en todo momento como una intensa lluvia de estrellas. La Tierra sufre de manera constante el bombardeo de los rayos cósmicos, partículas de muy alta energía que, al impactar contra la atmósfera, emiten un tenue y ultrarrápido destello de luz azulada. Esta radiación se genera porque, al chocar contra las moléculas del aire, los rayos cósmicos desencadenan una cascada de partículas secundarias tan energéticas que su velocidad supera a la de la luz en este medio. Como consecuencia, se produce una onda de choque electromagnética, análoga al estallido acústico que tiene lugar cuando un avión rompe la barrera del sonido. Esa onda de choque recibe el nombre de luz de Cherenkov, y su análisis permite obtener valiosa información sobre la naturaleza de los rayos cósmicos.

El estudio de los rayos cósmicos, hoy centenario, ha contribuido de manera fundamental a nuestra comprensión del universo. Este campo fue, de hecho, el precursor de la física de partículas moderna, una disciplina que en los últimos decenios ha logrado un desarrollo impresionante gracias a la construcción de gigantescos aceleradores de partículas, como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN. Sin embargo, las energías que pueden obtenerse en los aceleradores fabricados por el ser humano palidecen en comparación con las que alcanzan los aceleradores de origen cósmico, ya que entre ellos se encuentran algunos de los mayores cataclismos del universo.

Ese universo violento y extremo no se parece en nada al firmamento de aspecto inmutable al que nos tiene acostumbrados la astronomía tradicional. Se trata de un universo rápido, dinámico y lleno de sorpresas, en el que mundos enteros mueren en explosiones estelares casi inconcebibles, son engullidos en pantagrúelicos festines por parte de gigantescos agujeros negros o se convierten en enormes dinamos en rápida rotación que emiten ingentes cantidades energía. Ese es el universo que explora la moderna astronomía de altas energías, o de astropartículas, y a él podemos acceder gracias al estudio de la radiación de Cherenkov.

Sin embargo, hasta hace relativamente poco los telescopios no podían captar la luz de Cherenkov producida por los rayos cósmicos. Ello se debe a que, para ganar contraste en la imagen, los telescopios tradicionales integran la luz durante largos períodos de tiempo, lo que impide distinguir los destellos de radiación de Cherenkov en medio del fondo difuso de luz nocturna. Y si bien los primeros instrumentos capaces de lograrlo se construyeron hace aproximadamente medio siglo, esta nueva forma de explorar el universo solo comenzó a ofrecer resultados tangibles hace unos 25 años. La astronomía basada en telescopios Cherenkov es, por tanto, una técnica muy joven cuya madurez se espera que llegue en las próximas décadas. En gran parte, ello será posible gracias a un ambicioso proyecto internacional: la Red de Telescopios Cherenkov, más conocida por sus siglas en inglés, CTA (Cherenkov Telescope Array).

Concebido hace casi diez años, este gran programa de investigación cuenta hoy con 1500 científicos e ingenieros de más de 30 países de los cinco continentes. Una vez en marcha, el proyecto dispondrá de dos grandes observatorios, uno en cada hemisferio, desde los que numerosos telescopios Cherenkov de distintos tamaños podrán rastrear todo el cielo. El año pasado, tras un largo y complejo proceso para decidir su ubicación, el consorcio CTA decidió comenzar las negociaciones para levantar los observatorios en el desierto chileno de Atacama y en la isla canaria de La Palma. El acuerdo final deberá firmarse este año, cuando también comenzará la construcción de los telescopios. Con un coste estimado de unos 300 millones de euros (100 millones el observatorio norte y 200 el sur), se espera que las instalaciones estén completadas dentro de unos cinco años. Desde ese momento, quedarán abiertas a toda la comunidad científica internacional y permanecerán operativas durante unos treinta años.

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