El Observatorio Pierre Auger, el detector de rayos cósmicos más
grande del mundo, con los grandes cerros de la cordillera de los Andes como fondo,
se inauguró en la ciudad de Malargüe (Mendoza) el observatorio Pierre
Auger Sur, el mayor experimento del mundo con el que se busca conocer qué
son y de dónde vienen los rayos cósmicos de alta energía
que llegan a la Tierra. Las instalaciones de este complejo, distribuidas por
una superficie de 3.000 kilómetros cuadrados, se han levantado gracias
a la cooperación de 17 países, entre ellos Argentina, Bolivia,
Brasil, España, México y Portugal. El centro acogerá a
unos 450 investigadores que estudiarán los rayos cósmicos de altas
energías que impactan con la Tierra.
El Centro cuenta con un apoyo decidido de la Xunta de Galicia y desde
el Área de Ciencia de la OEI se trabaja en potenciar esta instalación
como un instrumento activo en el desarrollo científico de Iberoamérica
con el apoyo de la Agencia Española de Cooperación Internacional
para el Desarrollo AECID.
La construcción del Observatorio Pierre Auger se inició en el
año 2000 y ha contado con un presupuesto de 53 millones de euros, de
los cuales el Ministerio de Ciencia e Innovación ha aportado el 8%. En
el proyecto también el Instituto de Física Corpuscular (centro
mixto de la Universidad de Valencia y el Consejo Superior de Investigaciones
Científicas), así como diversos grupos de investigación
de las universidades de Santiago de Compostela, Granada, Alcalá de Henares
y Complutense de Madrid.
La instalación está compuesta por 1.600 detectores de superficie,
24 de fluorescencia y un edificio principal donde se centralizan los datos.
Los detectores recogerán información sobre la naturaleza, origen,
y mecanismos de aceleración de los rayos cósmicos, “que aún
encierran muchos enigmas para la ciencia”. El observatorio Pierre Auger
detectará y estudiará estos procesos midiendo las energías
de las partículas que llegan hasta la superficie terrestre y la luz que
producen durante su recorrido por la atmósfera.
Esta nueva instalación para el estudio de la física de partículas
servirá, según sus promotores, para incrementar el conocimiento
en este ámbito científico, complementando a los experimentos realizados
en aceleradores de partículas como el recientemente inaugurado Gran Colisionador
de Hadrones (LHC). Además, permitirá avanzar en el campo de la
física de altas energías a los científicos, ayudándoles
a entender mejor cuestiones relacionadas con la evolución del universo.
Esta iniciativa se completará con la puesta en marcha de otro detector
de rayos cósmicos en el hemisferio norte, en Colorado (Estados Unidos),
donde la zona de experimentación será aún mayor, aunque
la superficie final está todavía por definir.
Más datos
Los científicos del Observatorio Pierre Auger anunciaron esta semana,
que las Galaxias con núcleos activos son los más probables candidatos
a ser las fuentes de los rayos cósmicos de las energías más
elevadas que llegan a la Tierra.
Utilizando el Observatorio Pierre Auger, el mayor observatorio de rayos cósmicos
del mundo, ubicado en Malargüe en la provincia de Mendoza, un equipo de
científicos de 17 países encontró que las fuentes de partículas
de alta energía no se distribuyen de manera uniforme en todo el cielo.
En lugar de ello, los resultados del Observatorio Auger vinculan el origen de
estas misteriosas partículas con las galaxias cercanas que poseen núcleos
activos. Los resultados serán publicados en la edición del 9 de
noviembre de la prestigiosa revista Science.
Se cree que los núcleos activos de las galaxias (AGN, según su
denominación en inglés) son alimentados por agujeros negros extremadamente
masivos que absorben grandes cantidades de materia. Estas galaxias con núcleos
activos atraen y devoran gas, polvo y otro tipo de materia y lanzan una prodigiosa
cantidad de partículas y energía al cosmos. La mayoría
de las galaxias tienen agujeros negros en su centro, con masas que van desde
un millón a varios miles de millones de veces la masa de nuestro Sol.
El agujero negro en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea,
posee alrededor de 3 millones de masas solares, pero no se trata de un AGN.
Sólo una pequeña fracción de las galaxias tiene núcleos
activos. El resultado del Observatorio Auger indica que los AGNs también
podrían producir las partículas de mayor energía del Universo.
El mecanismo detallado de cómo estos núcleos galácticos
activos puede acelerar partículas a energías 100 millones de veces
mayor que el más poderoso acelerador de partículas en la Tierra,
es aún un misterio.
“Hemos dado un gran paso adelante en la resolución del misterio
del origen de los rayos cósmicos de la mayor energía”, dijo
el Premio Nobel James Cronin, de la Universidad de Chicago en Estados Unidos,
quien concibió el Observatorio Pierre Auger junto con Alan Watson de
la Universidad de Leeds de Gran Bretaña.
“Descubrimos que los rayos cósmicos de las más altas energías
no llegan por igual de todas direcciones. Existen direcciones de arribo preferenciales.
Este descubrimiento abre una nueva era para la observación del universo:
ha nacido la astronomía de rayos cósmicos”, dijo Alberto
Etchegoyen, uno de los principales impulsores de que el proyecto Auger se concrete
en nuestro país, y quien, desde la Comisión Nacional de Energía
Atómica, lidera el proyecto en la Argentina.
Los rayos cósmicos son protones y núcleos atómicos que
viajan a través del universo con velocidades cercanas a la velocidad
de la luz. Apenas estas partículas ingresan a la atmósfera de
nuestro planeta chocan con moléculas de aire y crean una cascada de partículas
secundarias, que puede dispersarse en 40 o más kilómetros cuadrados
cuando llega a la superficie terrestre.
El Observatorio Pierre Auger de rayos cósmicos registra las cascadas
de partículas secundarias mediante un arreglo de 1.600 detectores, distanciados
1,5 kilómetros entre sí y distribuidos en 3.000 kilómetros
cuadrados. También cuenta con veinticuatro detectores de fluorescencia,
telescopios especialmente diseñados para registrar la tenue luz emitida
por la cascada de partículas secundarias cuando atraviesan la atmósfera.
La combinación de detectores de partículas y telescopios de fluorescencia
proporciona un instrumento excepcionalmente poderoso y preciso.
El Observatorio ya ha registrado casi un millón de cascadas de rayos
cósmicos. Sólo los menos frecuentes de ellos, los de mayor energía,
l legan a la Tierra sin ser desviados apreciablemente por los campos magnéticos
que atraviesan en el espacio interestelar e intergaláctico, lo que posibilita
identificar sus potenciales fuentes. Los científicos del Observatorio
Auger han registrado hasta la fecha 81 rayos cósmicos con energías
superiores a 4 x 10 19 electrón voltios (eV), más que cualquier
otro observatorio en el mundo. En estos eventos de ultra alta energía,
la dirección de arribo de los rayos cósmicos puede determinarse
con precisión de tan sólo un grado, y la desviación provocada
por los campos magnéticos es de unos pocos grados. Ello permitió
a los científicos encontrar la ubicación de las fuentes de estas
partículas cósmicas.
“Sabemos que los rayos cósmicos de las más altas energías
no pueden provenir de distancias muy grandes, de más de cientos de millones
de años luz, porque pierden energía en colisiones con el fondo
cósmico de microondas, la radiación remanente del Big Bang que
llena todo el espacio” describió Diego Harari, investigador del
Centro Atómico Bariloche y del CONICET. “Comparamos las direcciones
con que llegan a la Tierra los rayos cósmicos con las posiciones en el
cielo de objetos extragalácticos cercanos que sean suficientemente violentos
como para poder producir estos rayos cósmicos. Aplicando métodos
estadísticos concluimos que las direcciones de llegada de los 27 rayos
cósmicos de mayor energía no están distribuidas al azar
”. La mayoría de estos eventos provienen de direcciones próximas
a las posiciones de AGNs cercanos, como por ejemplo la galaxia Centaurus A.
Lamentablemente, llegan muy pocos rayos cósmicos de ultra alta energía
a la Tierra: tan sólo cae uno por kilómetro cuadrado y por siglo,
lo que exige un gran observatorio. Debido a su gran tamaño, el Observatorio
Auger puede detectar aproximadamente 30 eventos de ultra alta energía
por año. Los científicos del Observatorio Auger están desarrollando
planes para un segundo observatorio en Colorado, Estados Unidos, para así
cubrir todo el cielo y, al mismo tiempo, aumentar sustancialmente el número
de eventos de alta energía registrados.
El Observatorio Pierre Auger está siendo construido por un equipo de
más de 370 científicos e ingenieros de 17 países. En la
Argentina participan científicos, ingenieros y técnicos de la
Comisión Nacional de Energía Atómica, el CONICET, la Universidad
Tecnológica Nacional, la Universidad Nacional de La Plata, la Universidad
Nacional de Cuyo, la Universidad Nacional de Buenos Aires, el Instituto de Astronomía
y Física del Espacio y el Centro de Investigaciones en Láseres
y Aplicaciones. Las instituciones responsables de la construcción del
Observatorio Auger son la Comisión Nacional de Energía Atómica
y el Gobierno de la Provincia de Mendoza. Los investigadores participantes han
recibido apoyo de sus respectivas instituciones y del CONICET, la ANPCyT y la
Fundación Antorchas. También la Municipalidad de Malargüe
ha brindado su apoyo a la realización de este proyecto.
La construcción del Observatorio comenzó en 1999 y, si bien aún
no ha finalizado, se están tomando datos en forma estable desde enero
de 2004. Actualmente ya están instalados los 24 telescopios de fluorescencia
y más de 1400 de los 1600 detectores de partículas. El Proyecto
Auger ya se ha comprometido a ampliar las capacidades del Observatorio originalmente
previstas, y nuevos desarrollos, con nuevas tecnologías, serán
instalados en la planicie de Malargüe en los años venideros.
La colaboración es una verdadera alianza internacional en la que ningún
país ha contribuido con más del 25% del costo total de construcción,
que asciende a US$ 54 millones.
El observatorio recibe su nombre por el científico francés Pierre
Auger (1899-1993), quien en 1938 fue el primero en observar las amplias cascadas
de partículas producidas por la interacción de los rayos cósmicos
de alta energía con la atmósfera terrestre.
17 de noviembre de 2008 |
