La ESO (European Southern Observatory) destacó que en Paranal, Chile, se instaló simbólicamente la primera piedra, que simboliza los cimientos del nuevo arreglo sur del Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), destinado a estudiar los rayos gamma.
Este proyecto busca establecer la instalación de astronomía de rayos gamma más grande y sensible del mundo mediante una infraestructura terrestre sin precedentes.
El siguiente video creado por la European Southern Observatory presenta el Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), cuya función será detectar rayos gamma indirectamente observando la tenue luz azul generada por partículas que viajan más rápido que la luz en la atmósfera.
Despliegue técnico del CTAO y capacidades de detección de rayos gamma
Paranal ya alberga otros telescopios de la ESO, el CTAO será la nueva red de telescopios, diseñados para capturar fenómenos de alta energía. La instalación trabajará en conjunto con el arreglo norte situado en La Palma para cubrir ambos hemisferios celestes.
El diseño del observatorio contempla una sensibilidad y precisión muy altas respecto de los instrumentos actuales para el estudio del Universo no térmico:
- Configuración global: Más de 60 telescopios distribuidos en dos sitios (Norte y Sur).
- Arreglo Sur (Chile): Contará con más de 50 telescopios dedicados.
- Área de recolección: Supera el millón de metros cuadrados en total.
- Rango energético: Capacidad de detección desde 20 GeV hasta 300 TeV.
- Energía relativa: Fotones miles de millones de veces más energéticos que la luz visible.
El director general de la organización, Stuart McMuldroch, destacó el esfuerzo conjunto de los socios internacionales para cerrar esta fase crucial del proyecto:
«Gracias al compromiso de nuestros socios de todo el mundo y al apoyo de ESO como nuestros anfitriones aquí en Chile, ahora estamos convirtiendo una visión en realidad a medida que comienza la construcción de lo que será el observatorio de rayos gamma más avanzado de la Tierra».
Stuart McMuldroc, director general de la ESO
La radiación de Cherenkov
El principio de detección se basa en la observación indirecta de los rayos gamma cuando estos interactúan con la atmósfera terrestre. Al impactar un fotón de alta energía, se genera una cascada de partículas subatómicas que viajan a velocidades extremas emitiendo radiación Cherenkov.
La radiación de Cherenkov es un fenómeno electromagnético que ocurre cuando una partícula cargada viaja a través de un medio a una velocidad superior a la de la luz en ese medio, generando una onda de choque luminosa azul o violeta. Este efecto, descubierto por Pavel Cherenkov en 1934, es utilizado en detectores de partículas de física de altas energías
Para más detalles, puede revisar el video de Javier Santaolalla, divulgador científico, que describe el Efecto Cherenkov, producido cuando una partícula cargada supera la velocidad de la luz en un medio material. Esto genera una «onda de choque» visible como un resplandor azul, fundamental para detectar partículas en experimentos de física de altas energías.
Para entender la idea de lo que hará CTAO, se podría imaginar algo similar a lo que ocurre cuando una lancha navega por un lago mucho más rápido que las olas que ella misma genera:
- El agua no logra apartarse suavemente.
- El líquido se acumula detrás de la embarcación formando una estela de espuma en forma de «V».
- La partícula hace exactamente lo mismo en la atmósfera, creando un rastro brillante a su paso.
¿Por qué no se usan radiotelescopios para la detección de rayos gamma?
Es una pregunta válida para quienes hemos escuchado el último tiempo sobre los radiotelescopios que estudiaron los agujeros negros supermasivos.
Los nuevos telescopios que se construirán en Paranal, Chile, son esencialmente en base a espejos, pero sí se parecen a los radiotelescopios (como los de radioastronomía de ALMA) que requieren un conjunto de ellos para la observación.
La diferencia radica en la longitud de onda y el método de captura:
- El espectro: Los radiotelescopios captan ondas de radio (baja energía, longitud de onda larga). El CTAO busca rayos gamma (altísima energía, longitud de onda ínfima).
- El hardware: Un radiotelescopio es una antena. Los instrumentos del CTAO utilizan espejos para reflejar luz y cámaras de ultra-alta velocidad, no receptores de radiofrecuencia.
Lo que verá el CTAO, en sí no es el rayo gamma directo (que es absorbido por la atmósfera), sino el destello de luz visible azulada (radiación Cherenkov) que este produce al chocar con la atmósfera al ingresar a la Tierra.
Cronograma e impacto científico
Se prevé que los primeros telescopios estén desplegados y operativos en Paranal hacia finales del año 2026.
El observatorio permitirá investigar fronteras inexploradas de la física y el universo extremo:
- Pruebas de los límites de la teoría de la relatividad general de Einstein.
- Comprensión del origen y rol de las partículas cósmicas relativistas.
- Exploración de entornos extremos como agujeros negros y estrellas de neutrones.
- Búsqueda de señales de materia oscura.
Thomas Klein, quien se desempeña como director del Observatorio La Silla Paranal, señaló que:
«Estamos orgullosos de albergar el arreglo sur de CTAO y operarlo aquí mismo en el Observatorio Paranal de ESO, junto con el Very Large Telescope de ESO y el Extremely Large Telescope de ESO».
Thomas Klein, director del Observatorio La Silla Paranal
