Así avanza en Chile el observatorio de rayos gamma más potente del mundo

Desde materia oscura, supernovas, agujeros negros, el centro galáctico, sistemas de formación de estrellas y muchos otros serán parte de los fenómenos que podrán ser estudiados por el nuevo conjunto de telescopios Cherenkov Sur (Cherenkov Telescope Array – South, CTA-South), observatorio que permitirá desde el norte de Chile estudiar la radiación emitida por los objetos más energéticos en el universo.

Aunque actualmente el plan sólo consta de un terreno plano en donde ni siquiera hay caminos, el sitio, ubicado en el desierto de Atacama en terrenos del observatorio Paranal del European Southern Observatory (ESO), desde 2025 se unirá al resto de telescopios y radiotelescopios del lugar, funcionando a su vez junto a otro conjunto similar instalado en La Palma, España, entregando un total de casi 100 “ojos” mirando hacia las estrellas.

“Así como ALMA lo fue para las ondas submilimétricas, CTA-Sur será la primera ventana a la astrofísica de altas energías en el hemisferio sur”, dice Gaspar Galaz, astrónomo del Instituto de Astrofisica UC e investigador CATA, quien explica que estos telescopios detectarán una radiación secundaria llamada Cherenkov, generada por los rayos gamma que interactúan con los átomos de nuestra atmósfera. “El gran desafío a partir de ello es saber dónde está la fuente, de dónde vivieron esos rayos gamma que provocaron esa radiación secundaria”, dice.

“En este caso, el telescopio observa grandes secciones del cielo y cuando se detecta esta radiación, vendrá de una dirección que no es exactamente de dónde se emitió, por lo que hay que hacer un trabajo de detección con varios telescopios y delimitar la zona más probable del cielo de donde vino. Es la gran diferencia con los grandes telescopios instalados hoy en todo el mundo, ya sean radiotelescopios o telescopios ópticos”, agrega.

Desde el punto de vista tecnológico, Galaz señala que aunque técnicamente en los telescopios ópticos no hay mucha diferencia con lo utilizado hoy, esta distinción sí existirá en el tratamiento de los datos a partir de las detecciones de los telescopios en su conjunto, por lo que el desafío es el desarrollo de software especializado y algoritmos que puedan delimitar mejor esa zona donde fue emitida la radiación.

¿Qué ocurre con el tiempo de vida útil de estas costosas estructuras? Según el astrónomo UC, “todos los telescopios tienen un tiempo de vida útil, y con buena mantención pueden durar hasta 100 años. Pero lo que provoca que éstos queden obsoletos es que los instrumentos instalados -como si fuese la retina que registra la luz- van quedando atrás con el tiempo. Por ejemplo, las cámaras que hoy tenemos en nuestros celulares habrían sido ciencia ficción hace 30 años. Lo mismo la parte electrónica o avances computacionales que permiten realizar cálculos de datos más masivos y rápidos, con mejor resolución, etc. Estos instrumentos son cada vez más sofisticados y cumplen funciones más específicas para detectar ciertos tipos de radiación. El telescopio en sí, no envejece, pero la instrumentación sí”, señala.

“Cuando el telescopio espacial Hubble (1990) comenzó a funcionar, su tecnología ya estaba antigua, porque le instalaron aparatos de seis años o más, pero pasará con todos los telescopios que están en órbita. Sin embargo, a veces esto ocurre a propósito para que estén seguros que la tecnología está probada y es muy robusta, de la misma forma cuando nos subimos a un avión viejo y algo destartalado, pero que finalmente por su robustez es más seguro de lo que pensamos”, añade.

Galaz, que se especializa la formación y evolución de las galaxias, destaca que de la misma forma que ocurre con todos los telescopios operativos hoy en el país, el nuevo CTA-Sur también se acogerá al acuerdo que implica que el 10% de todo el tiempo disponible está asegurado para astrónomos que trabajan en instituciones nacionales. Aún así, por ahora no está claro cómo se van a repartir esos tiempos, porque el telescopio tiene un propósito específico al estudiar ciertos objetos puntuales y hacer un muestreo de grandes zonas del cielo.

Asimismo, el astrónomo sostiene que junto a los telescopios del hemisferio norte se cubrirán todos los eventos de altas energías en el cielo, aunque dependiendo de las necesidades trabajarán en conjunto con su par del sur. El conjunto del hemisferio norte tendrá un tamaño más limitado y se centrará en los rangos de energía baja y media, pero en Chile, los telescopios abarcarán todo el rango de energía, distribuidos en cuatro kilómetros cuadrados: cuatro telescopios de gran tamaño para capturar la sensibilidad de baja energía, 25 telescopios de tamaño mediano para cubrir la energía central y 70 telescopios de tamaño pequeño para cubrir los rayos gamma de mayor energía.

“Hay objetos que se observan en ambos hemisferios y otros que se ven en uno u otro. Para ambos que caen cerca del ecuador celeste se usan ambos, ayudando a determinar mejor de dónde viene la fuente astrofísica que emite esa radiación. Por otro lado, si CTA-Sur detecta algo, esto también podrá ser estudiado con otros telescopios como ALMA, VLT y otros enriqueciendo enormemente los resultados”, sostiene Galaz.