El viaje de un rayo gamma hasta Canarias

Los rayos gamma son la radiación más energética producida en el Universo. Esta radiación se genera en los lugares más extremos de la naturaleza y, como pueden imaginar, su viaje a través del Universo es toda una aventura, sobre todo para los rayos gamma más viajeros que provienen de fuera de nuestra galaxia. Muchos de estos rayos de muy alta energía se producen en entornos hostiles, como el vecindario de agujeros negros, durante la muerte de estrellas o incluso durante el choque de estrellas. La mayoría de estos rayos gamma nacen en choques de partículas: una partícula choca con otra más energética y le roba su energía, convirtiéndose así en un rayo gamma, mucho más energético. Así es que podría decirse que los rayos gamma son un poco ladronzuelos y tienen desde su nacimiento un estilo de vida de fugitivos.

Durante su viaje hacia la Tierra, los rayos gamma tienen que atravesar una especie de neblina (llamada luz extragaláctica de fondo) generada por la luz difusa emitida desde que se formaron las primeras estrellas y galaxias en el Universo. Si bien los rayos gamma nacen en una colisión, también pueden morir en un choque con las partículas de esta neblina. En este viaje, una fracción importante de los rayos quedarán atrapados en la neblina. Los más afortunados serán capaces de llegar hasta las inmediaciones de la Tierra. Sin embargo, todavía les quedará una última batalla que librar. Afortunadamente para la vida en la Tierra, la atmósfera nos protege y no deja pasar radiación demasiado energética, que nos fulminaría. Cuando los rayos gamma alcanzan la atmósfera terrestre, se descomponen en una cascada de partículas que emite pulsos de luz azulados extremadamente rápidos. Así es que con independencia de la predicción meteorológica, podemos decir que siempre llueve, aunque en este caso la lluvia es de partículas. A partir del estudio de esta lluvia de partículas podemos inferir las características de los rayos gamma que alcanzaron la atmósfera terrestre. Esta lluvia de partículas, por tanto, es la única forma que tenemos de explorar el Universo más extremo y los fenómenos que tienen lugar en estos entornos.

Las islas Canarias, con su Observatorio del Roque de los Muchachos situado en La Palma, son un sitio privilegiado para observar estos fenómenos. Actualmente están en operación los telescopios MAGIC, un referente mundial en astronomía de rayos gamma o Cherenkov. Gracias a ellos se han hecho importantes descubrimientos como, por ejemplo, la detección de los rayos gamma más lejanos, producidos cuando el Universo tenía la mitad de la edad actual. También se ha encontrado la primera galaxia capaz de haber producido unas partículas escurridizas de origen desconocido denominadas neutrinos. Además de ello, se han detectado supernovas, sistemas binarios de estrellas y distintos sistemas fuera de nuestra galaxia. Canarias no es solo pionera en el estudio de rayos gamma, sino que también será fundamental en el futuro de esta nueva rama de la Astrofísica. La Palma acogerá el primer observatorio de rayos gamma en el hemisferio norte, conocida como la Red de Telescopios Cherenkov (CTA, por sus siglas en inglés). Esta red también se instalará en el hemisferio sur, para poder observar todo el cielo. En este caso, será Chile el país que albergará el observatorio.

CTA nos permitirá explorar el Universo en explosión con una sensibilidad sin precedentes. Por ejemplo, seremos capaces de observar rayos gamma más viajeros, es decir, rayos gamma que se generaron cuando el Universo era más joven. Esto nos permitirá testar cómo ha ido evolucionando la luz extragaláctica de fondo y, con ello, entender un poco más sobre la evolución desde las primera estrellas y galaxias. No solo nos permitirá detectar rayos gamma más lejanos, sino que también nos ayudará a caracterizar los fenómenos más extremos de nuestra propia galaxia: la Vía Láctea. Además de los rayos gamma, la atmósfera terrestre es bombardeada constantemente por partículas llamadas rayos cósmicos. En general, los rayos cósmicos son partículas cargadas que pueden interaccionar con los campos magnéticos, haciendo que se desvíen de su trayectoria. Como consecuencia, el origen de estas misteriosas partículas es desconocido. Sin embargo, sabemos que los mismos lugares capaces de generar rayos gamma son rayos cósmicos. Así es que el estudio de los rayos gamma nos ayuda a descubrir los lugares de procedencia de estos proyectiles que acribillan a la tierra. CTA abrirá por primera vez una ventana de observación jamás explorada anteriormente con tanta precisión. Esto hace que muy probablemente encontremos lo inesperado y lleguemos a abrir nuevos campos de investigación. La red contará con dos tipos de telescopios, cuatro telescopios de gran tamaño (23 m de diámetro) y telescopios medianos (12 m). El primer telescopio de la red, denominado LST-1, se inauguró en octubre del año pasado, y está en fase de pruebas. Con los telescopios Cherenkov en Canarias como línea de meta, estaremos esperando a los rayos gamma más intrépidos. ¡Buen viaje!