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Colocan en Sierra Negra, Puebla, observatorio para estudiar hoyos negros del universo

  • Con una inversión conjunta de 15 millones de dólares, representantes de diversas instituciones de México y los Estados Unidos, inauguraron esta mañana el High Altitud Water Cherenkov (HAWC), observatorio capaz de monitorear de manera permanente fuentes celestes emisoras de rayos gamma.
  • Las instalaciones construidas en el Volcán de la Sierra Negra en Puebla, contaron con la participación de más de 30 instituciones y 120 investigadores mexicanos y estadounidenses. Cuentan con 300 tanques detectores que contienen 55 millones de litros de agua extra pura

Con la finalidad de contribuir a las investigaciones sobre los agujeros negros, supernovas y los orígenes del universo, esta mañana el Dr. Enrique Cabrero Mendoza, director general del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), junto con la Dra. France Córdova, directora de la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (NSF, por sus siglas en inglés) inauguraron en Puebla el High Altitud Water Cherenkov (HAWC), que es el observatorio más grande del mundo en su tipo, capaz de captar cuerpos celestes que producen rayos gamma.

El HAWC, ubicado en las laderas del Pico de Orizaba y la Sierra Negra en Puebla, es producto del esfuerzo binacional entre México y los Estados Unidos, que reforzará las investigaciones sobre los fenómenos astrofísicos más violentos y energéticos del universo, como las explosiones de supernovas, el origen de rayos cósmicos de la más alta energía, la actividad solar y su interacción con el campo magnético terrestre, así como la naturaleza y evolución de los hoyos negros.

Los astrofísicos y los físicos de partículas involucrados en el experimento podrán estudiar también la coalescencia de estrellas binarias y el colapso de objetos compactos. HAWC estudiará la actividad del centro de la Vía Láctea, pulsares y sus nebulosas asociadas, regiones de aceleración de rayos cósmicos y la distribución en detalle del campo magnético galáctico. Además se podrá monitorear la actividad solar y su interacción con el campo magnético terrestre. También será posible hacer estudios relacionados con naturaleza de la materia oscura.

Durante la ceremonia de inauguración, el Dr. Enrique Cabrero, resaltó el esfuerzo colaborativo que representó el HAWC y recordó el objetivo del Presidente de la República, Enrique Peña Nieto, de ampliar la cooperación internacional en temas de investigación científica y desarrollo tecnológico.

“Para el Conacyt y el país, este Observatorio es de suma importancia, porque es a través de este tipo de iniciativas que reforzamos los lazos de cooperación con nuestro vecino del norte. Estoy convencido que la clave del éxito del HAWC, y de cualquier proyecto, son las alianzas, la convergencia de perspectivas y las sinergias”, afirmó.

En su oportunidad, la Dra. France Córdova agradeció la participación del Conacyt y el Departamento de Energía de los Estados Unidos para la construcción e instalación del Observatorio HAWC. Asimismo, subrayó que este proyecto es un ejemplo de las colaboraciones científicas bilaterales que emergen bajo el Foro Bilateral Sobre Educación Superior, Innovación e Investigación (FOBESII), que expande las oportunidades para intercambios académicos y cooperación en investigación científica de ambos países.

Tras seis años de construcción, se espera que el nuevo Observatorio sea de 10 a 15 veces más sensible que su predecesor, el experimento “Milagro”, el cual operó de 1999 a 2008 en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México, Estados Unidos.

El HAWC nació como proyecto en 2011 y se pensaba su posible instalación en China o Bolivia. Sin embargo,  debido a las condiciones atmosféricas de la zona y su alineación con otros observatorios en Chile y Estados Unidos, se decidió que su ubicación fuera en México.

A diferencia de los telescopios ópticos que detectan directamente la luz de los fenómenos astronómicos, el HAWC estudia la radiación cósmica de alta energía y rayos gamma de manera indirecta. Eventos como supernovas y colisiones de este tipo de rayos, liberan partículas que al entrar a la atmósfera terrestre provocan lluvias de partículas, las cuales viajan más rápido que la velocidad de fase de la luz y a medida que recorren el agua de los tanques instalados, emiten destellos de luz llamados “Cherenkov”.

El HAWC registra rayos gamma, la radiación más energética del Universo, así como rayos cósmicos, partículas muy energéticas aceleradas en objetos celestes, mediante la técnica Cherenkov de agua, la cual requiere grandes cantidades de agua ultra pura como medio trazador del paso de partículas de alta energía. Inmersos en cada tanque detector se encuentran cuatro tubos fotomultiplicadores, sensores capaces de captar señales muy débiles de luz en el agua.

Los rayos gamma de muy alta energía generan en la atmósfera una cascada de partículas que crece hasta alcanzar un máximo a unos seis mil metros de altura sobre el nivel del mar y empieza a decaer al seguir avanzando dentro de la atmósfera. Al entrar al agua, las partículas de la cascada viajan más rápido que la luz dentro de este medio, por lo que emiten un tipo de luz conocida como Cherenkov, por el nombre de su descubridor, la cual es medida por los detectores, revelando su origen. Reconstruyendo la señal observada por todos los detectores de luz de manera conjunta mediante electrónica y equipo de cómputo de alta precisión, es posible determinar la energía, dirección, tiempo de arribo y naturaleza de la partícula responsable.

El Dr. Alberto Carramiñana Alonso, Director General del INAOE, explica: “La radiación gamma es el tipo de radiación electromagnética más energética del Universo. Es difícil producir rayos gamma en la Tierra; sólo los grandes aceleradores de partículas tienen la capacidad de generar rayos gamma con energías comparables a las que mide HAWC. Algunos objetos en el Universo producen este tipo de radiación en eventos violentos, por ejemplo expulsando chorros de materia que impactan con el medio interestelar. Con HAWC se pueden detectar explosiones estelares, agujeros negros en centros de galaxias o estrellas de neutrones produciendo poderosos campos eléctricos muy intensos y, más cerca de nuestro planeta, ráfagas solares y en general fenómenos violentos del Sol”.

El HAWC envuelve a varias instituciones de México y Estados Unidos, entre las que destacan el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE); la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM); la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP); la Universidad de Maryland; la Universidad del Estado de Michigan; la Universidad del Estado de Colorado; y la Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio de los Estados Unidos, (NASA).

A la inauguración asistió también el Dr. Carlos Arámburo de la Hoz, Coordinador de Investigación Científica de la UNAM, en representación del rector, el Dr. José Narro Robles; el Profesor Jordan Goodman, Vocero de HAWC e investigador de la Universidad de Maryland; el Dr. Alberto Carramiñana, director del INAOE; el Dr. José Alfonso Esparza, Rector de la BUAP; y el Sr. David Gutiérrez, representante de la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas.