El Universo más violento

Recreación de un campo de telescopios Cherenkov.
Recreación de un campo de telescopios Cherenkov.

La mayor red de telescopios de rayos gamma del mundo contribuirá a descubrir el origen de algunos de los fenómenos más violentos producidos en el Universo y cuenta con la participación de un equipo científico de la Universidad de Jaén. 

Lejos de amilanarse ante centros de mucha mayor entidad y medios muy superiores, la Universidad de Jaén ha conseguido abrirse hueco en el panorama de la Astrofísica. Desde el Campus de Las Lagunillas se intenta poner nombre y describir algunos de los fenómenos más violentos del Universo, capaces de generar la energía suficiente como para emitir rayos gamma.

El grupo de investigación Fuentes de Alta Energía en la Galaxia se ha especializado en este tipo de fenómenos, para convertirse en uno de los equipos que están intentando dar con la clave que expliquen estas liberaciones de energía tan tremendas, cuya dimensión es difícil de entender incluso hasta los propios expertos.

Hasta el momento, el grupo de la Universidad de Jaén que dirige Josep Martí ha conseguido incluir algunas de sus publicaciones en revistas internacionales de referencia. Sin embargo éste no es el mayor logro de estos expertos que trabajan en competencia con otros centros que les superan varias veces en presupuesto, medios y personal. El grupo jiennense ha conseguido formar parte de la Red de Telescopios Cherenkov (CTA). Se trata de un consorcio internacional que va a contar con un centenar de telescopios de rayos Gamma en los dos hemisferios. España será la sede en el hemisferio norte de una veintena de telescopios de este proyecto, que quedarán ubicados en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma (Canarias).

Josep Martí presentó el telescopio.

“No ha sido fácil entrar a formar parte de este consorcio y se debe a todo el trabajo previo que hemos realizado”, explica Josep Martí, que lleva desde 1998 trabajando en la Universidad de Jaén, con un grupo de investigación que hasta la fecha ha conseguido generar tres tesis doctorales.

CTA está en plena construcción,  de hecho ya hay alguno de ellos operativo, y cuando esté totalmente lista operará desde dos observatorios. Uno de ellos, el del hemisferio Norte, en la isla de La Palma; mientras que el observatorio elegido en el hemisferio Sur ha sido el Observatorio Europeo Austral, ubicado en Chile. Solo de esta manera se posible tener cubierto todo el espacio celeste, aunque es cierto que el mayor número de telescopios estarán ubicados en el observatorio chileno, y es debido a que la región Sur del Planeta es la que recibe rayos gamma de mayor energía.

Esta red de telescopios servirá para estudiar los fenómenos más violentos y extremos que ocurren en el Universo, datos que llegan a nuestro Planeta en forma de rayos gamma. Las diferencias de estos nuevos telescopios con respecto a los instrumentos de este rango ya existentes la marca una mayor sensibilidad, un mayor rango de energías accesible, así como un mejor resolución espacial y temporal.

La red estará compuesta por telescopios de diferentes tamaños. Los mayores tendrán un espejo primario de 23 metros de diámetro, que se destinarán a captar los rayos gamma menos energéticos. Un grupo intermedio tendrá un diámetro de 12 metros; mientras que los más pequeños contarán con un espejo de 6 metros de diámetro, y estarán indicados para detectar los rayos gamma de mayor energía, por lo que la mayor parte de ellos estarán ubicados en Chile.

En el desarrollo de estos instrumentos y en toda la ciencia que los hará útiles, además del equipo de la Universidad de Jaén, están implicados científicos de Japón, Italia, Francia, Alemania, Brasil, India, Suecia y Croacia, así como grupos españoles de la Universidad de Barcelona, el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE), el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad Complutense, así hasta formar un equipo de unos 90 investigadores.

Se puede decir que el estudio de los rayos gamma que llegan a la Tierra está en sus inicios. La primera vez que se detectaron fue en 1989 y procedían de la Nebulosa del Cangrejo, los restos de una supernova que explotó en 1504 y que en esa época fue un fenómeno registrados por chinos y árabes. Todavía hay mucho que decir sobre ellos y, sobre todo, identificar nuevas fuentes fuera de nuestra galaxia, a lo que podrá contribuir enormemente esta nueva generación de telescopios. Se calcula que con CTA se podrán descubrir un millar de fuentes nuevas y que la precisión del origen de estos sucesos astronómicos será mucho mayor.

De alguna manera, gracias al trabajo que están realizando los científicos implicados en este consorcio se podrá comprender mucho mejor el proceso por el que se generan estos rayos, así como detectar materia oscura, que según los últimos estudios compone más del 80 por ciento de la materia del Universo, y que todavía no ha podido ser detectada de manera experimental.

El grupo Fuentes de Alta Energía en la Galaxia de la Universidad de Jaén centra sus investigaciones en  “entender las fuentes no identificadas de rayos gamma”, explica Josep Martí, y para ello emplean datos tomados en centros de investigación de todo el mundo, ya que en la Universidad de Jaén no disponen de un equipamiento tan avanzado. Hasta ahora, las imágenes en rayos gamma “no son muy nítidas” y parte del trabajo de los investigadores de la Universidad de Jaén se centra en determinar la “dirección” de la que proceden, a fin de calcular su origen. “Lo habitual es que sean estrellas dobles, objetos muy extremos”, afirma el integrante de este grupo de investigación, dirigido por Pedro Luis Luque Escamilla.

De alguna manera, los rayos gamma tienen cierta relación con las ondas gravitacionales, recientemente descubiertas y que fueron teorizadas por Albert Einstein en 1916, porque no se trata solamente de luz, que es lo que finalmente captan los telescopios.

Investigadores en plena 'faena'.
Investigadores en plena ‘faena’.

Los estudios de Josep Martí y su grupo están poniendo de relieve que lo que se consideraba “astronomía tranquila” también tiene una capacidad para transformar energía que ”no se esperaba” y se encuentra estrellas que dan lugar a modelos extremos, con la energía suficiente para generar rayos gamma.

Entre los trabajos más destacados de este grupo de investigación está una observación “prácticamente en tiempo real” de un chorro de plasma producido por un sistema estelar. Este trabajo, realizado en colaboración con el Instituto Argentino de Radioastronomía, y publicado en la revista Astronomy and Astrophysics, recoge una observación de este fenómeno, que es relativamente reciente, pero caracterizado en esta ocasión por haber ocurrido en una escala de tiempo menor. Este trabajo permitió demostrar que el objeto GRS 1758-258 es un sistema estelar del tipo microcuásar y no una radiogalaxia, con chorros de unos pocos años luz, “solo así se explican sus variaciones”.

El grupo de investigación Fuentes de Alta Energía en la Galaxia desarrolla su actividad científica en el ámbito multiespectral, con observaciones de las fuentes de alta energía en longitudes de onda radio, ópticas, infrarrojas y de rayos x. Sus fuentes de datos son los observatorios Very Large Array y los telescópicos de Calar Alto, en Almería; y del Roque de los Muchachos (Canarias). Al mismo tiempo, emplean datos de archivo de observaciones anteriores, que tras ser sometidos a un nuevo análisis, pueden dar lugar a conclusiones novedosas. Al mismo tiempo, estos investigadores son los responsables del observatorio astronómico de la Universidad de Jaén. “Es un observatorio para la docencia y la divulgación”, comenta Josep Martí, pero que en cualquier caso les permite la observación de “objetos  muy brillantes”, que incluso han servido para la redacción de un artículo científico publicado en una revista de impacto.

Ahora, el grupo está volcado en el proyecto CTA, que lo va a catapultar a la primera línea de la astronomía internacional y al que han podido llegar gracias a una línea investigadora de calidad iniciada como grupo en 2002. Les espera poner nombre y apellidos al Universo más violento.

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