Explosiones de supernovas, colisiones de estrellas de neutrones, agujeros negros de núcleos galácticos y otras explosiones celestiales violentas suenan a palabras sacadas de la imaginación de un escritor de ciencia ficción. En realidad, son eventos que sí suceden en el espacio y gracias a un observatorio mexicano en construcción, la comunidad científica podrá estudiarlos a profundidad.
El observatorio HAWC (High-Altitude Water Cherenkov Observatory), se terminará de construir en el otoño del 2014 y contará con 300 tanques de acero llenos de 180 000 litros de agua cada uno, dispuestos en un área de 20 000 metros cuadrados y a una altitud de 4100 metros de altura. Los cerca de 150 investigadores que participan en este proyecto pertenecen a diferentes universidades mexicanas, entre ellas la UNAM y la BUAP; hasta ahora, más de un tercio de los tanques ya están recabando datos, mapeando energía cósmica y rayos gamma.
El HAWC cazará las fuentes celestes emisoras de rayos gamma, esto es las más fuertes energías conocidas en el espacio. Único en su tipo, el observatorio no detectará las partículas de forma directa, sino que se observará su efecto en la atmósfera. ¿Cómo es esto? Cuando un rayo cósmico (un protón) o un rayo gamma (un fotón de alta energía) choca contra una molécula de la atmósfera de la Tierra, se generan partículas cargadas que comienzan una reacción en cadena, formando una cascada que parece una regadera de partículas. Cuando las partículas de la regadera pasan a través de los tanques del HAWC, viajan más rápido que la luz* a través del agua, excitan a las moléculas de agua, propiciando que éstas últimas emitan fotones cuando regresan a su estado normal. Este fenómeno óptico recibe el nombre de “radiación Cherenkov”, razón por la cual los tanques reciben el nombre de “detectores de Cherenkov”. En la parte más profunda de cada tanque, hay un sensor que cuenta cada fotón de la radiación de Cherenkov.
HAWK tomará imágenes del cielo: podrá detectar eventos que son muy breves para ser capturados por telescopios giratorios. Además, gracias a la detección de partículas que caen en regadera, los investigadores podrán calcular la energía y la dirección de procedencia de los rayos gamma originales.
La precisión que tendrá el observatorio podrá revelar pequeñas diferencias en las velocidades de fotones de alta energía que surgen de fuentes a grandes distancias; esto es clave para unificar la teoría de la gravedad de Einstein con la mecánica cuántica. No sólo eso: los datos que recabe serán complementarios a los detectados por observatorios actuales, como con el Pierre Auger Observatory, en Argentina, el observatorio de rayos cósmicos más grande del mundo.
*Dato: la luz pasa a través del agua a tres cuartos de su velocidad en el vacío.
Bibliografía:
Nota fuente de Nature | La página oficial del observatorio HAWC | Nota en el blog de Historias Cienciacionales