Un nuevo balcón al universo extremo

Cada noche, nuestra atmósfera se ilumina con cientos de miles de cascadas de luz de un color azul intenso y extremadamente cortas. Si tuviéramos ojos gigantescos y muy rápidos veríamos por encima de la luz de las estrellas el cielo convertido en una autentica fiesta de luces. ¿Qué origina estas cascadas azules en nuestra atmósfera? Se trata de innumerables partículas muy energéticas que bombardean la Tierra cada segundo, provenientes del espacio, que al entrar en contacto con la atmósfera produce una lluvia de partículas y luz. Mientras está usted leyendo este artículo un gran número de estas partículas atraviesan su cuerpo.

El descubrimiento en 1912 con experimentos a bordo de globos de la existencia de estas partículas, a las que se denomino rayos cósmicos, le valió al físico austriaco Víctor Hess el premio Nobel de Física en 1936. Exactamente cien años después de su descubrimiento, sabemos que la entrada de rayos cósmicos en la atmósfera es la responsable de dichas cascadas, y que en su composición encontramos núcleos de casi todos los elementos estables conocidos, desde hidrógeno, predominante, hasta oro. Entre los rayos cósmicos también encontramos los llamados rayos gamma, una denominación genérica que se emplea para describir fotones con energías superiores a la de los rayos X.

A día de hoy, no podemos asegurar a ciencia cierta cual es el origen de los rayos cósmicos, cuya tarea recae sobre la astrofísica de partículas. Una cosa si que es cierta: los modelos empleados siempre implican los procesos más violentos que ocurren en el Universo. Estos procesos van desde la caída de enormes cantidades de materia en agujeros negros supermasivos, como sucede en las llamadas galaxias activas, en el entorno de estrellas de neutrones que giran rápidamente o en restos de supernovas. Desde el descubrimiento, en 1989, de la primera fuente de rayos gamma (la Nebulosa del Cangrejo), el progreso del campo en estos últimos años ha sido muy rápido, conociéndose hoy día más de cien fuentes. La detección de los rayos cósmicos aquí en la Tierra plantea, además, un gran reto tecnológico. El método más prometedor, y el más empleado hoy en día, es el conocido como imagen Cherenkov. Con sus 17 metros de diámetro, los telescopios MAGIC, situados en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la Isla de la Palma, son un ejemplo del desarrollo y uso de esta técnica. Ellos y sus predecesores llevan más de 25 años operando cada noche aprovechando la calidad excepcional del cielo de las cumbres canarias.

 Nacido en 2007, el proyecto CTA (siglas en inglés de Cherenkov Telescope Array, o Red de Telescopios Cherenkov) tiene como objetivo convertir la técnica de Imagen Cherenkov en un campo maduro de la astrofísica construyendo el primer observatorio abierto dedicado al estudio de fuentes astrofísicas a muy altas energías. Para ello, el CTA consistirá en dos grandes observatorios con decenas de telescopios cubriendo extensiones del orden de un kilómetro cuadrado. Uno de los observatorios se construirá en el hemisferio norte y el otro en el hemisferio sur, cubriendo de este modo la totalidad del cielo.

El proyecto CTA cuenta con casi mil científicos e ingenieros de 25 países distribuidos por todo el mundo, incluyendo a España. La Unión Europea ha acogido la iniciativa incluyéndola como uno de las infraestructuras científicas prioritarias para la unión, concediéndole, en 2010, un proyecto a tres años para preparar su diseño definitivo.

Uno de los objetivos de los grupos españoles es contar con el Observatorio Norte de CTA en las Islas Canarias

A principios del pasado mes de diciembre, alrededor de 300 científicos de varios continentes, se reunieron en Madrid con el fin de discutir la evolución y futuro del proyecto. Se espera que en 2014 comience la fase de construcción y que el observatorio funcione a pleno rendimiento desde 2018 y durante 30 años.

España es uno de los países más importantes a nivel mundial en el campo de la astronomía de partículas. Dentro de CTA, España colabora en la definición de la física a estudiar, el diseño de los telescopios, su electrónica y el procesado de datos. Uno de los objetivos de los grupos españoles es contar con el Observatorio Norte de CTA en las Islas Canarias.

A mediados de enero se ha presentado una propuesta detallada a la colaboración internacional proponiendo una localización concreta en la Isla de Tenerife con condiciones excelentes para la observación. La propuesta española compite con otras de Méjico, Estados Unidos, India y China. De conseguirse, España contaría con una nueva instalación científica de primera línea en su territorio que constituiría un importantísimo foco científico y tecnológico. Los próximos dos años son fundamentales, pues a lo largo de ellos se terminarán los estudios científicos comparativos para determinar las mejores sedes y se abrirá la fase de negociación, para lo cual es clave el apoyo público.

Ignacio de la Calle e Irene Puerto trabajan en ingeniería y Servicios Aeroespaciales (INSA) y Manel Martinez, en el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE).