Detección de rayos gamma en nebulosa del cangrejo

Investigadores mexicanos de los institutos de Astronomía (IA) y de Física (IF) de la UNAM colaboraron con un grupo internacional de científicos que detectaron rayos gamma provenientes de la Nebulosa del Cangrejo, utilizando un prototipo de Telescopio Schwarzschild-Couder (pSCT, por sus siglas en inglés).

“La Universidad Nacional participó con el diseño, fabricación e instalación de la Torre-Plataforma de Mantenimiento en pSCT”, informó Jaime Ruiz, diseñador mecánico del IA y actual responsable de la jefatura del Taller Mecánico de Precisión, en Ciudad Universitaria.

Los expertos forman parte de la Red de Telescopios Cherenkov (CTA, por sus siglas en inglés), una iniciativa global para construir el mayor y más sensible observatorio de rayos gamma de muy alta energía. La CTA, en la que participan más de mil 500 científicos e ingenieros de 31 países, consta de unos 120 telescopios divididos en un conjunto sur en Paranal, Chile, y un conjunto norte en La Palma, España.

En el anuncio de la detección, ocurrido el pasado 1 de junio en el marco de la 236 reunión de la Sociedad Astronómica Americana (AAS), en Wisconsin, Estados Unidos, se demostró la viabilidad del novedoso diseño de este nuevo telescopio para su uso en astrofísica de rayos gamma.

Plataforma completamente mexicana. Arturo Iriarte, también del IA, señaló que “la construcción e instalación de la plataforma representó un reto, pues fue completamente diseñada y construida en México, teniendo muy poco espacio de instalación, además de cumplir con muy estrictos requerimientos de seguridad”

De acuerdo con Jaime Ruiz, el siguiente paso será modificar y mejorar el diseño, de acuerdo con los nuevos requerimientos de servicio, además de la gestión de la manufactura de las 20 torres necesarias para los telescopios en el arreglo norte del CTA, pues cada telescopio tendrá una Torre-Plataforma de Mantenimiento y Servicio a la medida. “Esto permitirá que México siga participando activamente en el desarrollo de nueva instrumentación en el proyecto CTA”.

Al respecto, Rubén Alfaro, investigador del IF, apuntó que “el pSCT es el primer instrumento de su tipo que nos ayudará a explorar el Universo en las más altas energías. Debido a sus dimensiones y a que utiliza fotodetectores de silicio (SiPM) y un espejo secundario, fue necesario poner particular atención a la construcción de una estructura que permita acceder de forma segura a la cámara (una matriz que tendrá más de 10 mil SiPM)”.

Agregó que este elemento fue relevante para mostrar la factibilidad y operación segura de este tipo de telescopios. Ha sido un buen ejemplo de sinergia entre dos institutos de la UNAM. Nuestro siguiente paso será incorporar al diseño todos los servicios de la cámara (Internet, sistemas de refrigeración y voltajes de operación, entre otros aspectos).

Futuro de la astrofísica de rayos gamma. La Nebulosa del Cangrejo es la fuente de teraelectronvolts (TeV) estable más brillante, o de rayos gamma de muy alta energía, y detectarlos es una excelente manera de probar la tecnología del pSCT.

Los rayos gamma de muy alta energía son los fotones más energéticos en el Universo y pueden revelar la física de objetos extremos, incluidos agujeros negros y posiblemente materia oscura.

Esta detección con el pSCT es más que una prueba positiva para el propio telescopio, pues establece las bases para el futuro de la astrofísica de rayos gamma.

El pSCT fue posible gracias a las contribuciones de 30 instituciones y cinco socios de la industria en Estados Unidos, Italia, Alemania, Japón y México, y al financiamiento a través del Programa de Instrumentación para la Investigación Principal de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

De la UNAM participaron Rubén Alfaro, del IF, así como Fernando Garfias, Magdalena González, Arturo Iriarte, Jaime Ruiz y Gagik Tvomasian, del IA.

Demostradas ahora, las innovaciones actuales y futuras del pSCT sentarán las bases para su uso en el futuro observatorio Cherenkov Telescope Array, que albergará más de 100 telescopios de rayos gamma.