Ulls de gegant per detectar rajos gamma
Catalunya lidera un projecte internacional en què participen 30 països
El projecte internacional CTA (Cherenkov Telescope Array) té com a objectiu detectar les radiacions gamma, o d’alta energia que provenen del cosmos. La participació espanyola està liderada per l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), consorci creat per la Generalitat de Catalunya i la Universitat Autònoma de Barcelona. A Catalunya també hi participa l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).
Les radiacions gamma, invisibles a l’ull humà, travessen constantment l’atmosfera i creen una cascada de partícules que viatgen a velocitats extremes. L’impacte del trencament de la velocitat de la llum a l'aire emet una ona lumínica, coneguda com a llum de Cherenkov, que dóna nom als mateixos telescopis que la detecten. S’han descobert més de 150 fonts diferents de rajos gamma gràcies a telescopis com el HESS, a Namíbia; el MAGIC, a Espanya (La Palma) i el VERITAS, als Estats Units. Es calcula que augmentant la sensibilitat 10 cops es podran identificar unes 1.000 noves fonts de rajos gamma.
Aquest complex de telescopis disposa d’una tecnologia sense precedents i pretén augmentar els coneixements actuals en astrofísica d’alta energia. “Quan els rajos gamma impacten sobre l’atmosfera desencadenen una pluja de petites partícules que superen la velocitat de la llum en l’aire. Així, es genera una ona de xoc electromagnètic coneguda com a llum de Cherenkov, la seva anàlisi permet estudiar les propietats dels rajos gamma originals i com es produeixen”, explica Manel Martínez, coordinador del programa CTA Espanya i catedràtic de l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE).
Les radiacions gamma son molt importants per a poder entendre fenòmens com les supernoves, explosions estel·lars corresponents a l’última etapa de l’evolució d’un estel; els púlsars, estels de neutrons que giren ràpidament, que emeten jets de radiacions periòdiques molt intenses que s'observen com a fulguracions periòdiques; certs sistemes binaris, en què una estrella de neutrons o un forat negre dóna voltes al voltant d’una estrella gegant, que en certes fases emeten grans quantitats d'energia; i les galàxies actives i la naturalesa i l’origen de les partícules còsmiques. S’espera que el CTA detecti la radiació procedent d’aquestes fonts, i també que ajudi a determinar la matèria fosca, que suposa més del 80% de la matèria de l’univers i no ha sigut detectada experimentalment.
El més gran del món
D’aquí 30 anys el CTA serà l’observatori terrestre de rajos gamma més gran del món. Tindrà dues seus, la de l’hemisferi sud, al desert d’Atacama, a Xile, i la de l’hemisferi nord, a l’Observatori Roque de los Muchachos, de Las Palmas, vinculat a l’Institut d’Astrofísica de Canàries. Ambdues localitzacions tindran xarxes compostes per diferents mides de telescopis Cherenkov: els més grans i impressionants, coneguts per les sigles LST ( large size telescope ), tindran 23 metres de diàmetre, pesaran 600 tones i seran capaços de moure’s i reposicionar-se per enfocar qualsevol fenomen còsmic en menys de 30 segons. També es construiran MST ( mid-size telescopes ) amb 12 metres de diàmetre. Finalment, la seu de Xile tindrà també SST ( small-size telescopes ) amb uns 6 metres de diàmetre. L’Observatori del Roque de los Muchachos tindrà 19 telescopis i el desert d’Atacama, prop de 100.
El projecte es va començar a gestar fa gairebé 10 anys i hi participen uns 15.000 científics de 30 països. Durant aquest temps s’ha decidit el disseny exacte del CTA. Ara s’està començant a construir el primer prototip de telescopi LST. Es tracta d’un dels més grans previstos i s’ubicarà a l’Observatori Roque de los Muchachos. Es preveu que s’acabarà de construir a la tardor del 2017. “Es tracta d’una de les fases més estratègiques del projecte, ja que el prototipus permetrà detectar possibles errors i establirà els fonaments per construir-ne la resta”, aclareix Martínez.
La participació espanyola al projecte CTA disposa d’un pressupost de 40 milions d’euros atorgats pel ministeri d’Economia i Competitivitat. Una fracció molt important prové del fons de cohesió estructural (FEDER) de les Illes Canàries. El cost total estimat per a acompletar el projecte s'aproxima als 350 milions d'euros, que cobriran els partners de la resta del món.
