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Obtiene laboratorio HAWC el mapa más detallado del universo

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Por Emir Olivares Alonso

Un año bastó para que el Laboratorio Nacional High Altitude Water Cherenkov (HAWC, por sus siglas en inglés) superara lo hecho por otras tecnologías. Un año después de su inauguración, los científicos que participan en este proyecto binacional México-Estados Unidos obtuvieron el que hasta ahora es el mapa más detallado del universo extremo. Esto gracias a la detección de la energía más violenta que existe en la galaxia: los rayos gamma ultraenergéticos.

En conferencia de prensa, los investigadores y colaboradores del proyecto, Magdalena González y Andrés Sandoval, de los institutos de Astronomía y Física de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), respectivamente, dieron a conocer los avances tras un año de operación de este laboratorio HAWC, con el que se observaron más de 40 fuentes astrofísicas de rayos gamma y otras energías, 25 por ciento de las cuales se identificaron por primera vez.

Los científicos no sólo obtuvieron ese mapa en el menor tiempo, sino que superó en resultados a su antecesor, el observatorio Milagro, el cual operó ocho años. También hallaron fuentes de esos rayos que no se habían visto antes. Esta energía se emite básicamente por los remanentes de explosiones de supernovas, nebulosas iluminadas por un pulsar, o blazares, que son hoyos negros supermasivos que devoran materia y lanzan chorros inmensos de partículas.

Se detectaron cerca de 40 fuentes de esos rayos en el plano de nuestra galaxia, las cuales serán estudiadas en detalle. Un cuarto de éstas no se habían detectado anteriormente. Por ejemplo, en la región del Cisne se sabía que existía sólo una, pero gracias a la gran sensibilidad del observatorio se pudieron detectar tres posibles fuentes en dicha región, detalló Sandoval.

HAWC está constituido por 300 tanques de 7.3 metros de diámetro y 4.5 metros de altura, cada uno con capacidad para 200 mil litros de agua cristalina, instrumentados para registrar los destellos de la llamada luz Cherenkov, que se emiten cuando las partículas de rayos gamma entran al agua a velocidades cercanas a la luz. El laboratorio –cuya construcción empezó desde 2008– se ubica a 4 mil 100 metros de altura sobre el nivel del mar, en la cima del volcán Sierra Negra, Puebla, en el Parque Nacional Pico de Orizaba.

Es capaz de escanear de forma continua dos tercios del cielo, tanto de día como de noche, indicó González. Se trata de uno de los detectores de frontera más poderosos con los que cuenta la ciencia para observar la luz más energética del universo. Agregó que en este laboratorio se buscan los destellos de rayos gamma, los cuales producen tanta energía como si deshiciéramos la masa solar en un segundo, y que pueden durar desde milisegundos hasta miles de segundos.

Más de 120 investigadores de 25 instituciones de México y Estados Unidos participan en este proyecto, para el que hasta ahora se han invertido unos 15.5 millones de dólares con recursos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, la UNAM, el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica; la fFndación Nacional de la Ciencia, de Estados Unidos, y por el Departamento de Energía de Estados Unidos, informó Sandoval.

En la conferencia, que se realizó ayer en el auditorio Alejandra Jáidar del Instituto de Física de la UNAM, Sandoval explicó que cuando un rayo cósmico o gamma de muy alta energía choca en lo alto de la atmósfera produce una cascada de partículas que se propaga a la velocidad de la luz por la atmósfera. Al llegar a la superficie terrestre, y más específicamente al arreglo de detectores, entran en el agua y producen señales.

Con la medición del tiempo y la cantidad de luz en cada contenedor de agua, se puede determinar dónde se origina el rayo gamma y qué energía tiene, y así se observa el universo.

El instrumento es capaz de almacenar cerca de 25 mil cascadas por segundo, correspondiente a dos terabytes por día, es decir, en un año de operación se cuenta ya con 800 mil millones de eventos registrados.

Para analizar toda esa información se creó en la UNAM un centro de datos y análisis, de los más grandes que existen en el país, con sede en el Instituto de Ciencias Nucleares.

El laboratorio, que se espera opere por lo menos una década, ha superado sus expectativas y no sólo ha sido optimizado, sino que se va a extender. Esta mejora consistirá en la construcción de 320 detectores de Cherenkov, 10 veces más pequeños que los originales, pero ubicados alrededor, en un área cuatro veces mayor. Con ello se cuadruplicará la capacidad de detección.