En sólo un año de operación, el Laboratorio Nacional HAWC (High Altitude Water Cherenkov), con el concurso de investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México y de otras instituciones mexicanas y estadounidenses, obtuvo el mapa más detallado del Universo. Es el que mayor cantidad de información posee sobre las más altas energías del cosmos.
Los científicos no sólo obtuvieron ese mapa (en rayos gamma ultra energéticos) en el menor tiempo, sino que además identificaron fuentes de esos rayos que no se habían visto antes, por lo cual es el más completo.
Así lo dieron a conocer, en conferencia de prensa, Andrés Sandoval, representante en México de la Colaboración HAWC e investigador del Instituto de Física (IF), y Magdalena González, representante del Laboratorio Nacional e investigadora del Instituto de Astronomía, ambos integrantes de la UNAM.
En el auditorio Alejandra Jáidar del IF, la astrónoma aclaró que en este laboratorio se buscan los destellos de rayos gamma, esos eventos que producen tanta energía “como si deshiciéramos la masa solar en un segundo”, y que pueden durar desde milisegundos hasta miles de segundos.
El Laboratorio se encuentra en el Parque Nacional Pico de Orizaba, sobre el volcán Sierra Negra, en Puebla. Ahí se colocó, en 22 mil metros cuadrados, un arreglo de 300 detectores de Cherenkov, los cuales consisten en tanques de 7.3 metros de diámetro y 4.5 metros de altura con cerca de 200 mil litros de agua, instrumentados para registrar los destellos de la llamada luz Cherenkov, que emiten las partículas al entrar al agua a velocidades cercanas a la de la luz.
Es decir, abundó el físico Sandoval, cuando un rayo cósmico o uno 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 establecer dónde se origina el rayo gamma y qué energía tiene, y así se observa el Universo. HAWC escanea dos tercios del cielo todos los días, de forma continua, explicó.
Así también, almacena cerca de 25 mil cascadas por segundo, correspondiente a dos terabytes por día. De ese modo, 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.
Los rayos gamma se emiten 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.
Las observaciones de HAWC muestran que hay cerca de 40 fuentes de esos rayos en el plano de nuestra galaxia entre remanentes de supernovas, nebulosas iluminadas por pulsares y sistemas binarios de estrellas con hoyos negros, las cuales serán estudiadas a detalle.
Un cuarto de las fuentes observadas con HAWC no se habían detectado anteriormente. Por ejemplo, en la región del Cisne se sabía que existía sólo una. Actualmente, mediante la gran sensibilidad del observatorio se pudieron detectar tres posibles fuentes en dicha región, detalló Sandoval.
Al respecto, Magdalena González refirió que otros instrumentos ya habían hecho observaciones de rayos gamma, pero en partes específicas del Universo y mediante antenas, “donde sólo se apunta una fracción muy pequeña del cielo, de unos cuantos grados. Ése tipo de muestreo lleva horas, días y años”.
Se trata de observaciones detalladas, pero muy locales, “mientras que nosotros hemos visto una fracción más extensa y en un tiempo mucho menor”. De hecho, HAWC, en sólo un año, ya ha superado en resultados a su antecesor, el observatorio Milagro, que operó durante ocho años.
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 de rayos gamma ultra energéticos del observatorio, finalizó González.
En presencia de Julia Tagüeña, directora adjunta de Desarrollo Científico de Conacyt, el director del IF, Manuel Torres Labansat, destacó que este proyecto, donde participan 25 instituciones de México y Estados Unidos, y más de 120 investigadores, es importante para la ciencia mexicana, pues muestra cómo la conjunción de instituciones y voluntades de los científicos “puede hacer la diferencia”.
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