Uno de los prototipos de telescopio de CTA ve la primera luz

El 26 de noviembre de 2015, uno de los prototipos de telescopio propuestos para CTA, el Gamma-ray Cherenkov Telescope (GCT), registró la primera luz Cherenkov durante una de sus fases de prueba en el l’Observatoire de Paris en Meudon, Francia. El GCT es el prototipo de los telescopios mas pequeños que conformaran la matriz de telescopios Cherenkov CTA, y cubre el rango de energías mas alto, entre 1 y 300 TeV (tera-electronvoltios). Otro protoripo tambien de telescopio mas pequeño, el telecopio ASTRI, capturó su primera imagen óptica en Mayo de 2015 con su cámara de diagnósticos.

Cámara del GCT. Crédito Figura 1 (izquierda): Akira Okumura
Imagen de rayo cósmico registrada por la cámara del GCT. Crédito Figura 2 (centro): CTA
Animación mostrando 100 frames registrados por la cámara del GCT. Crédito Figura 3 animación (derecha): CTA

Durante las dos semanas previas a la inauguración del prototipo GCT el 1 de diciembre de 2015 (figura 4), el equipo del GCT lucho contra condiciones climatológicas adversas durante la instalación y comienzo de la verificación de la cámara del GCT (figura 1). En la tarde del 26 de noviembre, apuntaron el telescopio a una zona oscura del cielo, alejada de la luna y de las luces del cielo de París. Después de 20 segundos, la cámara registro un evento y luego otro, y otro, así hasta 12 en 300 segundos. Estos eventos podrían haber sido el simple resultado del ruido nocturno debido al brillo del cielo en París, pero en seguida quedo claro que eran en realidad imágenes de cascadas atmosféricas causadas por rayos cósmicos.

Figura 4. Imagen del prototipo del GCT (Gamma-ray Cherenkov Telescope) durante un monento de su inauguración el 1 de diciembre de 2015.

La figura 2 muestra uno de estos eventos registrados por el equipo del GCT. La imagen muestra la luz capturada por cada uno de los 2048 pixeles que componen la cámara. La figura 3 muestra una animación de lo que registra la cámara a lo largo de 100 frames. Los astrónomos de CTA emplearan imágenes como esta para determinar la dirección y la energía del rayo gamma que dio origen a esta cascada.

“Debido a la climatología, solo dispusimos de una ventana de una hora para conseguir datos”, comento el Coordinador del GCT Dr. Richard White. “Estamos esperando a que el tiempo mejore y las noches sean mas oscuras para probar el funcionamiento de la cámara en condiciones mas favorables”.

“Esto es un paso importante para el GCT y esperamos que para CTA”, comento el Spokesperson del GCT el Prof. Tim Greenshaw. “Nuestro diseño de telescopio para detectar los eventos de mayor energía que llegan a la atmósfera terrestre ha sido un éxito y funciona; estamos un paso mas cerca de entender como y donde se produce esta radiación.”

Hélène Sol, Research Director en el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) y Deputy Spokesperson del GCT añade: “Me gustaría dar la enhorabuena al equipo del GCT que ha hecho posible esto, especialmente al grupo que ha trabajado día y noche durante las dos últimas semanas para conseguir estas imágenes.”

Para poder detectar estos flashes de luz tan cortos producidos por rayos gamma y rayos cósmicos cuando entran en la atmósfera terrestre, la cámara de los telescopios Cherenkov tiene que ser un millón de veces mas rápida que las cámaras convencionales que usamos a diario para hacer fotos. Para que esto sea posible, se usa una tecnología de detección y digitalización extremadamente rápida, capaz de grabar imágenes a un ritmo de 1 billón de frames por segundo y capaces de registrar la llegada de un único fotón.

Estas primeras imágenes son solo el comienzo para el GCT. El prototipo y la cámara serán sometidos a intensas pruebas a lo largo del año que viene. Basándose en los resultados de estas pruebas, el siguiente paso sera la construcción de 35 de estas cámaras junto con sus telescopios para ser instalados finalmente en la matriz de telescopios CTA.

“Estamos encantados con el progreso y el funcionamiento del prototipo de GCT y en general del resto de prototipos de telescopios de CTA.”, comenta el Coordinador de proyecto CTA Christopher Townsley. “Esperamos el resto de resultados con ansiedad a medida que nos acercamos a la fase de construcción de CTA.”