La tradición científica de La Palma está íntimamente relacionada con la astronomía y más concretamente con los telescopios. Con un cielo privilegiado, lejos de cualquier contaminación lumínica, y a una altitud más que suficiente para llevar a cabo observaciones, la isla canaria será la que albergue en un futuro la parte septentrional del Cherenkov Telescope Array (CTA).

Los telescopios tipo Cherenkov se centran en los efectos de la radiación gamma en la atmósfera que se genera a raíz de los fenómenos más violentos del Universo, como los agujeros negros. Proporcionando información clave para que los científicos comprendan mejor estos eventos cósmicos tan complejos.

El telescopio CTA de La Palma es el primero de su tipo que se instalará en el mundo e irá precedida una segunda instalación en Chile. Ambos pertenecientes al mismo consorcio tecnológico internacional que está formado por más de 1.400 científicos e ingenieros de 31 países entre los que se encuentran empresas españolas.

Los telescopios de CTA serán 10 veces más sensibles que la generación de instrumentos —equivalentes— actuales. En total, se tiene planeada la construccón de una matriz de 118 telescopios distribuidos entre los 19 de La Palma y los 99 que irán dirigidos a Chile.

118 telescopios

"A partir del análisis de los efectos que tiene esa radiación en la atmósfera, se puede calcular y deducir de dónde proviene y cuál es su origen", ha comentado a EL ESPAÑOL - Omicrono Francisco Gutiérrez, director de desarrollo de negocio del área de ciencia de Arquimea. Esta empresa, con sede en Leganés, será la encargada de diseñar, desarrollar y fabricar parte de los componentes y las cámaras que irán instaladas en la matriz de telescopios del CTA de La Palma.

La ubicación elegida por los científicos no es otra que el Roque de los Muchachos situado a 2.200 metros de altitud en la zona norte de la isla. Allí también se encuentan las instalaciones del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y varios programas científicos relacionados con la investigación espacial y planetaria.

"El proyecto recoge 3 tipos de telescopios según su tamaño: grande, mediano o pequeño. Y cada uno de ellos está orientado a identificar ciertos rangos de frecuencias dentro de estos efectos que tienen los rayos gamma en la atmósfera", continúa Gutiérrez. "Se utiliza un array [matriz] de telescopios para no tener que fabricar uno muy grande cuyo coste sería despropiocionado".

Arquimea ha trabajado, por el momento, únicamente en los telescopios más grandes especialmente diseñados para detectar los rayos gamma en el rango inferior de energías. En particular, han diseñado el proceso de fabricación industrial de las cámaras que irán instaladas en este modelo de telescopio. "Ahora podemos hacer una cámara en 4 meses, antes se tardaba más de un año". La fabricación se lleva a cabo en las instalaciones de la compañía en Torrejón de Ardoz (Madrid).

"La cámara tiene que estar fabricada de tal forma que en operación se mantenga dentro de unos límites de temperatura. Entre 10 y 20 grados". Esto implica que se incluya un sistema de refrigeración de aire y de agua unido a un control muy complejo de la temperatura.

"Todos los pixel, de 10 centímetros cuadrados, van montados en unas placas metálicas en cuyo interior se han instalado unos tubos por los que circula el agua. Están embebidos dentro para mejorar la refrigeración", según nos ha comentado Guitiérrez. Los sensores, por su parte, son de fabricación japonesa.

Este modelo cuenta con 45 metros de altura, 100 toneladas de peso y una composición de espejos orientables de 23 metros de diámetro. Según recoge la CTA, las cámaras instaladas tiene un campo de visión de 4,5 grados y es capaz de apuntar a cualquier zona del cielo en menos de 20 segundos.

La segunda tanda de telescopios, conformada por los medianos, cubren la zona central del rango energético de CTA. Cuentan con 27 metros de altura con 80 toneladas de peso y un espejo de 12 metros de diámetro. En el Roque de los Muchachos se instalarán 4 telescopios grandes y otros 15 medianos; dejando 70 de menor tamaño reservados para Chile donde también se instalarán 4 grandes y 25 medianos.

"La parte chilena del proyecto se encuentra algo más retrasada", comenta Guitiérrez. Quien también apunta que todavía no ha salido la adjudicación para que la compañía de Leganés pueda participar.

Observatorio cósmico

"Cuando un telescopio detecta un evento cósmico, todos los telescopios se mueven simultáneamente para poder verlo y sacar toda información que se pueda". Además, se combinarán todos los datos recopilados para generar una imagen completa y se avisará a otros observatorios para que estén pendientes.

El CTA usará segmentos altamente reflectantes para conformar los espejos de los telescopios. Las cámaras, por su parte, contienen tubos fotomultiplicadores o fotomultiplicadores de silicio, que permiten detectar los flashes ultrarrápidos, del orden de nanosegundos, de la radiación Cherenkov.

Las imágenes procesadas serán luego transmitidas a las instalaciones informáticas centrales ubicadas en Desy (Alemania). Lo que se traducirá en una estimación de 100 petabytes de información solo en sus primeros 5 años de funcionamiento.

Dentro de la Vía Láctea, CTA podrá observar remanentes de explosiones de supernova que permitirá investigar el origen de los rayos cósmicos y también nuevos sistemas binarios, compuestos por dos estrellas o por una estrella y un objeto compacto, según apuntan desde el IAC. Esto permitirá estudiar la emisión constante y variable de rayos gamma en diferentes escalas temporales.

Más allá de la galaxia, los telescopios podrán detectar explosiones cósmicas transitorias denominadas estallidos de rayos gamma. También núcleos activos de galaxias lejanas que todavía no han sido detectadas por los telescopios actuales, galaxias de formación estelar y cúmulos de galaxias. Estos últimos pueden ser clave para detectar materia oscura.

El total del proyecto, incluyendo las instalaciones de La Palma y de Chile, es de 300 millones de euros y se espera que comience a funcionar en el año 2024 arrancando los trabajos en verano de este año. Hay unas 11 instituciones internacionales que tendrán acceso a los datos recogidos por el CTA y "cada uno analizará los datos según su interés", concluye Guitiérrez.

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