Algo en el cosmos está lanzando partículas a energías increíbles por el universo.
¿De donde provienen estas partículas? ¿De alguna explosión cósmica super-poderosa?
¿De un enorme agujero negro que absorbe estrellas en una muerte violenta? ¿De colisiones
entre galaxias? ¿Del colapso de residuos masivos procedentes del origen del universo?
El Observatorio Pierre Auger busca respuesta a estas preguntas, para dar otro paso
adelante en la comprensión de nuestro universo.
¿Qué son los rayos cósmicos?
Los rayos cósmicos son partículas que llegan desde el espacio y bombardean
constantemente a la Tierra desde todas direcciones. La mayoría de estas partículas son
núcleos de átomos o electrones. Algunas de ellas son más energéticas que cualquier
otra partícula observada en la naturaleza. Los rayos cósmicos ultra-energéticos viajan
a una velocidad cercana a la de la luz y tienen cientos de millones de veces más energía
que las partículas producidas por cualquier acelerador en el mundo.
¿De donde provienen los rayos cósmicos ultra-energéticos?
Nadie conoce las fuentes de los rayos cósmicos ultra-energéticos. La mayoría de las
partículas de rayos cósmicos de baja energía que llegan a la Tierra provienen de algún
sitio dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Muchos provienen de la explosión de
estrellas llamadas supernovas. Sin embargo, la mayoría de las partículas de rayos
cósmicos ultra-energéticos probablemente provengan de fuentes fuera de la vía Láctea,
pero ¿de donde?
No conocemos ninguna fuente en el Cosmos que pueda producir partículas con estas
energías ni siquiera en las más violentas explosiones de estrellas.
De donde provengan las partículas de alta energía mantienen secretos respecto de la
evolución y posiblemente el origen del universo, debido al misterio de su enorme
energía, millones de veces mayores de lo que cualquier acelerador terrestre de
partículas pueda producir.
¿Cómo se puede estudiar los rayos cósmicos de
ultra-alta energía?
Los rayos cósmicos pueden ser detectados indirectamente en la superficie de la Tierra,
observando cascadas de partículas que se producen en el aire. Una cascada ocurre cuando
una partícula de alta velocidad choca con una molécula de aire. Fragmentos de esta
colisión a su vez chocan con otras moléculas de aire, en una lluvia que continúa hasta
que la energía de la partícula original se encuentra distribuida entre millones de
partículas cayendo sobre la tierra.
Midiendo estas cascadas, las propiedades de la partícula o rayo cósmico original
pueden ser estudiadas por los científicos.
El observatorio Pierre Auger
Para resolver el misterio de los rayos cósmicos ultra-energéticos, el Observatorio
Pierre Auger medirá las cascadas de partículas que se producen cada vez que un rayo
cósmico choca contra las moléculas de la atmósfera superior. Así se determinará la
energía, dirección de llegada y la naturaleza de los rayos cósmicos de las más altas
energías observables.
El Observatorio Auger será emplazado en dos sitios: en el Hemisferio Norte, en Utah,
USA y en el Hemisferio Sur, en la zona de Malargue (Malargüe), Provincia de Mendoza,
Argentina.
Cada sitio consistirá en una red de 1600 detectores, distanciados a 1,5 km entre sí y
cubriendo una superficie total de 3000 km2. La red de detectores de superficie
se complementará con un conjunto de telescopios de alta sensibilidad, que en las noches
despejadas sin luna escudriñará la atmósfera para observar la tenue luz ultravioleta
que producen las cascadas de rayos cósmicos al atravesar el aire.
Alrededor de 250 científicos de más de 30 instituciones de 19 países participan en
este emprendimiento.
Datos técnicos del Proyecto Pierre Auger
Objetivo: determinar la naturaleza, energía y dirección de llegada de partículas
de rayos cósmicos con energía superiores a los 1019eV.
Tipo de observatorio: "híbrido", consistente en una red de superficie de
detectores Cerenkov de agua y un sistema de telescopios de fluorescencia atmosférica para
la observación de cascadas atmosféricas.
Estadística: 30 eventos por año con energías superiores a los 1020eV
Sitios de emplazamiento: Malargue (Malargüe),
Mendoza, Argentina en el Hemisferio Sur y Condado de Millard, Utah, USA, en el Hemisferio
Norte.
Detectores de Superficie:
Ärea cubierta: 3000 km2 por sitio
Cantidad de tanques detectores: 1600 por sitio
Tipo de detectores: detectores de radiación Cerenkov en 12000 litros de
agua purificada, con 3 tubos fotomultiplicadores cada uno.
Distancia entre detectores: 1,5 km.
Telescopios de fluorescencia:
Cantidad de telescopios: 4 por sitio, con un total de 24 espejos
Alcance: 20 km para cascadas de 1020eV
Espejos: de 3,6 m x 3,6 m con 30º x 30º de apertura 440 tubos
fotomultiplicadores cada uno.
Contacto: Observatorio Pierre Auger Dr. Ingo
Allekotte - email: auger@cab.cnea.gov.ar