El observatorio de rayos cósmicos más grande del mundo seguirá operando en Mendoza hasta 2035

Uno de los misterios que más preguntas despiertan en los astrónomos y físicos del mundo son los rayos cósmicos o partículas de energía que viajan a través del espacio y son originados en distintos eventos astronómicos como supernovas, agujeros negros y otros fenómenos provenientes de galaxias distantes.

El observatorio más grande del mundo para detectar estos misteriosos rayos cósmicos se llama Pierre Auger y está en Argentina. Este centro internacional de estudio, donde 400 investigadores provenientes de 17 países de todo el planeta realizan los experimentos más avanzados para estudiar estas intrigantes partículas de energía, ha logrado el financiamiento para extender su vida útil hasta por lo menos 2035, según un acto formal que tuvo lugar en Malargüe, Mendoza, lugar donde se emplaza a más de 3000 km².

“La comunidad científica internacional ha expresado gran interés en la continuidad del Observatorio. Eso queda demostrado con el hecho de que 17 países y más de 80 instituciones continúan participando y aportando a su operación y mejora. Los resultados científicos de Auger son de los más citados por la comunidad astrofísica internacional”, expresó el doctor Ingomar Allekotte, investigador de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) y Gerente de Proyecto Pierre Auger.

Este reconocimiento global se fundamenta en el impactante despliegue de tecnología y ciencia del Observatorio, que tiene su base en la denominada Pampa Amarilla, una vasta llanura situada entre los departamentos de Malargüe y San Rafael. Allí se distribuyen 1.660 detectores de superficie y 27 telescopios de fluorescencia ultrasensibles, diseñados para captar partículas de rayos cósmicos que llegan a la Tierra desde el espacio profundo.

Para quienes recorren la Ruta 40 hacia el norte, estos sistemas de detección, con su color ocre característico, se destacan en el paisaje mendocino. Desde hace un cuarto de siglo, el Observatorio Pierre Auger ha sido un hito en la provincia, siendo testigos silenciosos de una de las búsquedas más ambiciosas de la humanidad: la investigación de los rayos cósmicos y los enigmas que podrían revelar.

Los rayos cósmicos son partículas de alta energía que viajan por el espacio, originándose en fenómenos cósmicos distantes y a menudo violentos, como supernovas, agujeros negros o los centros de galaxias. Cuando estas partículas llegan a la atmósfera terrestre, interactúan con núcleos atómicos, produciendo lluvias de partículas secundarias. A medida que estas se desplazan por la atmósfera, emiten radiación electromagnética en el rango de frecuencias de radio, similar a las longitudes de onda utilizadas para transmitir señales de televisión.

En abril de este año se dio a conocer el resultado de una evaluación internacional de expertos externos sobre el funcionamiento, los logros y descubrimientos del Observatorio Pierre Auger. El panel recomendó que se extendiera su vida por los menos hasta 2035.

“Es interesante saber que aún no se han respondido todas las preguntas asociadas con los rayos cósmicos. En primer lugar, nos preguntamos qué son realmente. Qué partículas y qué masa tienen. En este sentido, el Observatorio ha descubierto que existe una transición en la masa, que va desde protones para los rayos cósmicos de menor energía entre las altas energías, a núcleos más pesados, como el del hierro, para las mayores energías”, explicó a Infobae la doctora Beatriz García, astrofísica y vicedirectora del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA).

Y agregó: “Además, nos preguntamos de dónde viene. En este tema, Pierre Auger ha descubierto que los rayos cósmicos más energéticos provienen de otras galaxias. También se han encontrado correlaciones con determinadas regiones en donde existen galaxias con núcleos que son agujeros negros supermasivos, de manera que se necesitan más datos para corroborar este descubrimiento. También parece real que no existen rayos cósmicos de más energía que 10 elevado a la 20 electrovoltios. Es interesante, incluso, que cuando se comenzó el trabajo, estadísticamente se proponía que la cantidad de rayos cósmicos que llegaban a la Tierra a estas enormes energías eran uno por kilómetro cuadrado y por siglo, pero el Observatorio está detectando menos, pareciera ser que llega uno por kilómetro cuadrado por milenio. Este es un dato de importancia, porque si no tenés suficientes datos, no podés asegurar ningún resultado”.

En los últimos años, el equipo del Observatorio ha trabajado fuertemente en la actualización, instalación y puesta en operaciones de nuevos sistemas para los detectores de superficie. De esta manera, se realizó el recambio de toda la electrónica y el reemplazo de los paneles solares por paneles más eficientes y de mayor potencia. Se incorporaron, además, nuevos centelladores, detectores de radio y un pequeño fototubo para ampliar el rango dinámico en cada detector.

Además, la experta en astrofísica indicó que, para optimizar la detección en el observatorio, se han incorporado recientemente varios sistemas avanzados. Entre ellos se destacan los detectores de radiación Cherenkov en agua, conocidos como detectores de superficie o tanques, que registran la luz azul emitida cuando partículas cargadas atraviesan agua a gran velocidad; los detectores de fluorescencia en la atmósfera, que captan la luz ultravioleta emitida por el nitrógeno tras la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera.

Pero eso no es todo, también se incorporaron centelladores de superficie, que detectan partículas mediante destellos de luz en materiales sensibles; los centelladores subterráneos, que filtran partículas menos energéticas para centrarse en las más penetrantes; y los detectores de ondas de radio, que registran emisiones de radio generadas por cascadas de partículas, ofreciendo información complementaria sobre eventos de alta energía.

“Este observatorio único en el mundo, el más grande del planeta, se está renovando permanentemente y produce resultados muy innovadores, de primera línea. Además, participa en trabajos de astrofísica, coopera con otros proyectos astronómicos, forma recursos humanos capacitados (hay ya más de 42 tesis doctorales argentinas relacionadas con ciencia básica y desarrollo tecnológico en Pierre Auger) y además tracciona actividades productivas en Malargüe (Mendoza) y provincias aledañas. También cautiva la curiosidad de mucha gente. Nos visitan 13.000 personas por año”, añadió García.

Es que la vasta red de detectores de radio del Observatorio Pierre Auger ahora transforma a la pampa argentina en un lienzo para rastrear estas señales. “En los últimos dos años, hemos trabajado incansablemente para instalar casi 1.700 de estos sistemas de detección de radio”, detalló Gualberto Ávila, gerente local del observatorio.

Pero la magnitud del proyecto ha introducido numerosos desafíos logísticos. “Algunas ubicaciones son extremadamente difíciles de alcanzar”, precisó Marcos Cerda, jefe del equipo técnico responsable de las instalaciones. Al atravesar el terreno accidentado de las Pampas, el equipo ha enfrentado una tarea formidable, ya que cada detector de radio debe colocarse con precisión para garantizar una recolección de datos continua a lo largo de la vasta extensión.

Esta red de detección mejorada ofrece una ventaja notable: captura las frecuencias de radio emitidas por las lluvias de rayos cósmicos, permitiendo a los científicos estudiar estos eventos de alta energía con mayor claridad. A diferencia de los detectores tradicionales, que dependen de observaciones visibles y a menudo limitadas por las condiciones atmosféricas, los detectores de radio prometen datos continuos y fiables. Con cada señal recogida, los científicos están un paso más cerca de descifrar las fuentes cósmicas de estos misteriosos rayos, revelando conocimientos sobre las fuerzas fundamentales que dan forma a nuestro universo.

El Proyecto AMIGA (Auger Muons and Infill for the Ground Array), es otro de los principales avances que se suma a los detectores del Pierre Auger con el objetivo de ampliar el rango de detección de energías. Su tecnología fue desarrollada completamente en nuestro país por el Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA) – dependiente de CNEA, CONICET y UNSAM- y consiste en detectores subterráneos para medición directa de muones, una partícula elemental de mucha energía y altamente penetrante, que podría ayudar a comprender algunos de los grandes misterios sobre los rayos cósmicos.

Tras la firma de Extensión del Convenio Internacional del Observatorio Pierre Auger, decenas de científicos de todo el mundo se reunieron en Malargüe para participar del séptimo Simposio Internacional sobre Rayos Cósmicos de Ultra Alta Energía - UHECR 2024 -. El objetivo: debatir los avances de las investigaciones en ese campo.

El Simposio se realiza cada dos años en distintas partes del mundo y esta será la primera vez que Argentina auspicie como anfitriona a través del Observatorio Pierre Auger.

La firma del nuevo convenio contó con la presencia del gobernador de Mendoza, Alfredo Cornejo; el presidente de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Germán Guido Lavalle; el presidente del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Daniel Salamone; el director nacional de Planeamiento y Asuntos Internacionales de Investigación, Ciencia y Tecnología, Marcelo Marzocchini; el senador nacional y vicepresidente segundo de la Cámara de Diputados, Julio Cobos; y el intendente de Malargüe, Celso Jaque.