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Arequipa y Cusco aspiran convertirse en sede del observatorio de rayos gamma del sur

Se trabaja en el diseño de la tecnología y la caracterización de las tres ubicaciones propuestas en el Perú.

El Perú es un lugar ideal para el desarrollo de la investigación científica. Es por ello que Arequipa y Cusco son candidatas sede del Southern Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO), un observatorio astrofísico de rayos gamma que será construido en America del Sur, lo que permitiría revelar los misterios que esconden los agujeros negros.
La postulación del Perú consta de tres ubicaciones -dos de ellas en Arequipa- para la construcción del observatorio, diseñado para detectar luz de la más alta energía, conocida como rayos gamma, que llega desde el espacio exterior.

Los rayos gamma se producen en los eventos más violentos del universo como la caída de material a un agujero negro. la radiación gamma es filtrada por la atmósfera terrestre, pero también podría generar una cascada de partículas que se internan en la atmósfera y su detección es lo que delata al rayo gamma original.

El físico peruano José Bellido Cáceres, miembro del Comité Directivo de SWGO e investigador asociado en la Universidad de Adelaide (Australia), señaló a la agencia Andina que nuestro país cumple con todas las condiciones necesarias para este centro de observación.

El observatorio debe estar ubicado a por lo menos 4,400 metros sobre el nivel de mar en un terreno plano de fácil acceso y con fuentes de agua cercana. Tras la postulación, el comité científico del SWGO evaluó este mes las dos ubicaciones en la provincia de Caylloma (Arequipa) y la tercera ubicación en la provincia de Canchis (Cusco), y luego viajó a Chile y posteriormente a Argentina para inspeccionar las áreas candidatas restantes.

A finales de 2023, los investigadores del SWGO tomarán una decisión sobre el lugar ideal para el Southern Wide-field Gamma-ray Observatory, cuya construcción deberá empezar en el 2024. La infraestructura estará lista tras dos a cinco años.

¿Por qué se necesita un observatorio de rayos gamma?

Solo hace algunas semanas, científicos de todo el mundo advirtieron de un excepcional estallido de rayos gamma, la clase más poderosa de explosiones en el universo. El pasado 9 de octubre, el telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, el Observatorio Neil Gehrels Swift y la nave espacial Wind, entre otros fueron testigos de “un pulso excepcionalmente brillante y de larga duración de radiación de alta energía”.

La explosión, denominada GRB 221009A, viajó aproximadamente 1.900 millones de años para llegar a la Tierra, y los astrónomos creen que representa el nacimiento de un nuevo agujero negro, aseguró la NASA.

En el 2021, un estudio publicado en Nature reveló que el Gran Observatorio de Ducha de Aire a Gran Altitud (LHAASO) de China había detectado una docena de fuentes de rayos gamma de ultra alta energía. A la fecha, este centro de investigación continúa contribuyendo con la observación del cielo del norte, pero ¿qué pasa con el cielo del sur?

“No pensábamos que exista un objeto que puede enviar una ráfaga de rayos gamma tan energética. Nos queda la pregunta: ¿qué actividad en el universo es capaz de generar tremenda energía?, y eso nos motiva más en tener el observatorio (en América del Sur). Y una vez que esté construido vamos a estar listos para detectar estas ráfagas”, aseguró Bellido.

Para estudiar estos eventos luminosos del sur es necesario un observatorio en esta región. La principal misión del futuro Southern Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO) será estudiar el agujero negro ubicado en el centro de la galaxia de la Vía Láctea, conocido como Sagitario A *.

“Justamente los alrededores del agujero negro es la parte más violenta, donde se genera la mayor cantidad de radiación y radiación de alta energía, y eso solo se podría observar desde un observatorio en el hemisferio sur. Con ello podremos hacer modelos de cómo es la dinámica en el centro de nuestra galaxia o en las explosiones de estrellas que hemos visto que emiten esta luz tan energética”, afirmó el doctor Bellido.

De esta manera, el centro de observación de rayos gamma en el sur podría contribuir con el conocimiento científico para responder los misterios más grandes del universo sobre el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia.

Arequipa y Cusco, lugares ideales para la investigación astrofísica

Si bien el principal requerimiento es que el observatorio se ubique a más de 4,400 metros sobre el nivel del mar, también es necesario que esté cerca a una fuente de agua debido a que el detector de rayos gamma cubrirá un km2 y contendrá varias toneladas de agua.

“Nuestros detectores son tanques llenos de agua y dentro hay una bolsa oscura a base de membrana que no deja pasar la luz del sol. Y justamente dentro de la oscuridad es que las partículas que son creadas en la atmósfera por estos rayos gamma generan una luz, y esa luz es la que observamos”, sostuvo Bellido.

También agregó: “Hemos buscado lugares que sean planos y que tengan fácil acceso. Y eso lo hemos encontrado en los distritos de Yanque y en el distrito Imata, y en Cusco, en la Laguna Sibinacocha. Esta laguna es algo peculiar porque se estaría evaluando una nueva tecnología de detector, ya no tanques metálicos con geomembrana, sino que la geomembrana debería ser sumergida en la laguna, que tiene más ventajas para las características del detector, pero tendremos que entender cómo ponerlas, cómo hacer que no se muevan, y cómo llenar el agua dentro. Son cosas que estamos evaluando para esta tecnología”.

A la fecha, el equipo de más de 200 científicos de 14 países trabaja en los diseños de los detectores, así como en la caracterización de las ubicaciones propuestas como sede del centro de observación.

“Será un centro donde se van a formar muchos estudiantes de doctorado a nivel internacional que van a trabajar en temas directamente ligados a este proyecto de rayos gamma. Desde ya estamos trabajando con estudiantes de doctorado y con estudiantes de diferentes universidades en el diseño de los detectores”, dijo.

En su opinión, además de ofrecer conocimiento científico, las tecnologías que están en desarrollo se convierten en soluciones que podrían ser aplicadas en áreas como la defensa, y otras en las que se requieran sensores que funcionen con mucha rapidez.

“Este proyecto ha sido un eje muy importante para trabajar en conjunto que no se ve a menudo. Desde ya está generando grupos de investigación a un nivel competitivo internacional”, manifestó.

Los investigadores del SWGO aseguran que el observatorio complementará instrumentos actuales y futuros como HAWC, LHAASO y CTA para resolver los misterios de los fenómenos astrofísicos más extremos.

Apoyando las postulaciones, en marzo pasado, nuestro país declaró de interés nacional la construcción del Observatorio de Rayos Gamma de Campo Amplio del Hemisferio Sur (SWGO) con la finalidad de atraer proyectos nacionales e internacionales en ciencia, tecnología e innovación, promover la actividad y la producción científica, impulsar la conformación de comunidades y redes científicas entre organismos nacionales e internacionales, universidades e institutos públicos de investigación y la formación de investigadores peruanos en astronomía y astrofísica.

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