Científicos de la BUAP y del observatorio HAWC revelan un mapa del Universo nunca antes visto

El HAWC muestra el mapa más detallado del Cosmos en rayos gamma ultra energéticos

El pasado 6 de abril detectó una ráfaga del blazar Markarian 501

BUAP. 21 de abril de 2016.- A tan sólo un año de operaciones, científicos que colaboran en el Observatorio HAWC (High Altitude Water Cherenkov), entre ellos investigadores de la BUAP, revelaron un mapa del Universo nunca antes visto, a partir de rayos gamma ultra energéticos. En ese lapso, además, han detectado más de 40 fuentes de este tipo de energía, como remanentes de supernovas, nebulosas iluminadas por pulsares y sistemas binarios de estrellas con hoyos negros, que serán estudiadas a detalle para probar leyes físicas, en particular la gravitación, en condiciones que no son alcanzables en la Tierra.

De esta forma, el Observatorio HAWC demuestra su capacidad para identificar los fenómenos más violentos, de muy corta duración y alta energía del Cosmos. Apenas el pasado 6 de abril, detectó una ráfaga del blazar Markarian 501 que aumentó su brillo un factor de 5 durante varias horas. Lo anterior, gracias a que cuenta con 300 grandes detectores de luz Cherenkov, cada uno de los cuales contiene 200 mil litros de agua ultra pura, para detectar partículas producidas por el choque de un rayo gamma de muy alta energía con la atmósfera.

El HAWK es un instrumento sofisticado que puede ver objetos en luz de alta energía, no visibles para el ojo humano, como rayos gamma emitidos por remanentes de las explosiones de supernovas, el brillo de nubes iluminadas rápidamente, blazares y hoyos negros supermasivos de otras galaxias que devoran materia y lanzan chorros de partículas relativistas en direcciones opuestas, entre otros.

En rueda de prensa, Humberto Salazar Ibargüen, director General de Cómputo y Tecnologías de la Información y Comunicaciones de la BUAP y profesor titular por parte de la misma en el proyecto HAWC, consideró que este observatorio es “más eficiente a fotones del orden de algunos Teraelectrónvolts, equivalente a las energías alcanzadas en el Gran Colisionador de Hadrones de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés), en Ginebra”.

Sin embargo, agregó, el HAWC ha reportado la existencia de fotones de mucho mayor energía a la alcanzada por cualquier máquina producida por el hombre hasta ahora”.

La observación ininterrumpida de las dos terceras partes de la bóveda celeste en rayos gamma, hace del HAWC un instrumento ideal para detectar fenómenos temporales como las ráfagas de los blazares y alertar a la comunidad de observatorios.

Sobre el tema, Óscar Martínez Bravo, científico de la BUAP y miembro de esta red de investigación, comentó que “La emisión de rayos gamma por parte de objetos astronómicos refleja condiciones físicas extremas, como las que se alcanzan en la vecindad de los núcleos de algunas galaxias, conocidas como activas. HAWC pudo detectar una de las más brillantes conocidas: Markarian 501. El estudio de la variabilidad temporal permite acotar el tamaño de la región donde se produce esta energía".

Para dimensionar el alcance de las observaciones, explicó que “cuando se habla de la luz visible al ojo humano, ésta tiene energía cuantificable en apenas unos electrónvolts. En el caso de la luz ultravioleta o los rayos X, la energía se maneja en términos de kiloelectrónvolts, de miles. Cuando uno cambia la energía, sigue recibiendo luz, sólo que los fenómenos serán más violentos. En el caso del HAWC, se detecta luz con energías de teraelectrónvolts, es decir, doce órdenes de magnitud de energía más que en la luz visible, lo que implica ver eventos –fuentes de energía- del Universo extremadamente violentos”.

En el HAWC se continuará con las observaciones de las más de 40 fuentes de rayos gammas identificadas en el plano de la Vía Láctea. Serán estudiadas con detalle para obtener sus espectros y determinar si son fuentes puntuales o extendidas. También van a ser monitoreadas continuamente durante varios años, para determinar su comportamiento temporal y ver si tienen variaciones que indiquen nuevos fenómenos.

“El Observatorio HAWC detecta más de 20 mil eventos producidos por rayos gamma y rayos cósmicos cada segundo, produciendo más de un Terabyte de datos cada día, esto equivale allanar unas 150 memorias USB de las que usamos en casa por día”, especificó Ibrahim Torres Aguilar, coordinador de Astrofísica del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y jefe de Sitio del Observatorio HAWC.

Cabe destacar que hasta antes del HAWC, un cuarto de las fuentes observadas no se conocían anteriormente. Por ejemplo, en la región del Cisne se sabía que existía una fuente de rayos gamma, pero la mayor sensibilidad del observatorio detecta tres posibles fuentes en esa región.

Hacia la consolidación del HAWC

Los científicos partícipes del proyecto revelaron que el próximo año, el HAWC cuadruplicará su poder de visión con la instalación de más de 300 nuevos detectores, lo que permitirá tener una mayor definición en sus observaciones y dar respuesta a las nuevas incógnitas.

Y es que de acuerdo con Alberto Carramiñana, investigador principal del HAWC por parte del INAOE, este observatorio aporta una nueva visión de los fenómenos más violentos del Universo, lo cual ha sido posible gracias a la participación de científicos mexicanos de diversas instituciones, como la BUAP, el INAOE y la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Además de sus convenios con otros observatorios y satélites, como LIGO/VIRGO, IceCube, VERITAS, MAGIC, HESS, FACT y SWIFT.

"El observatorio ha permitido la construcción y operación en México de un instrumento científico de frontera único en el mundo, por sus características de detectar la luz más energética del Universo e identificar las fuentes donde se origina", consideró Luis Villaseñor Cendejas, científico adscrito a la BUAP y a la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, también miembro de este proyecto binacional México-Estados Unidos.