El Cherenkov Telescope Array , o CTA , es un proyecto multinacional y mundial para construir una nueva generación de instrumentos terrestres de rayos gamma en el rango de energía que se extiende desde algunas decenas de GeV hasta aproximadamente 300 TeV . Se propone como un observatorio abierto y constará de dos conjuntos de telescopios Cherenkov atmosféricos de imágenes (IACT), un primer conjunto en el hemisferio norte con énfasis en el estudio de objetos extragalácticos a las energías más bajas posibles, y un segundo conjunto en el hemisferio sur , que cubrirá todo el rango de energía y se concentrará en fuentes galácticas. El programa de física del CTA va más allá de la astrofísica de alta energía hacia la cosmología y la física fundamental. [1]
Basándose en la tecnología de los detectores de rayos gamma terrestres de la generación actual ( MAGIC , HESS y VERITAS ), el CTA será diez veces más sensible y tendrá una precisión sin precedentes en su detección de rayos gamma de alta energía. Los conjuntos de telescopios de rayos gamma actuales albergan hasta cinco telescopios individuales, pero el CTA está diseñado para detectar rayos gamma en un área más grande y una gama más amplia de vistas, con más de 100 telescopios ubicados en los hemisferios norte y sur. Se requieren al menos tres clases de telescopios para cubrir todo el rango de energía del CTA (20 GeV a 300 TeV): telescopio de tamaño grande (LST), telescopio de tamaño mediano (MST) y telescopio de tamaño pequeño (SST). [2]
El proyecto de construcción del CTA está muy avanzado: existen prototipos para todos los diseños de telescopios propuestos y se están realizando importantes trabajos de caracterización y preparación del sitio. Se está preparando un acuerdo intergubernamental para la construcción y posterior operación del observatorio (un Consorcio Europeo de Infraestructuras de Investigación, ERIC) y se espera que se alcance el umbral financiero en 2019. [3]
El proyecto fue promovido a un hito en la hoja de ruta del Foro Estratégico Europeo sobre Infraestructuras de Investigación (ESFRI) y está en las hojas de ruta de la red europea de astropartículas Aspera y Astronet . El costo del diseño de referencia del proyecto se estima en 300 millones de euros (350 millones de dólares estadounidenses). [4]
A diciembre de 2018, el consorcio CTA incluye más de 1.420 miembros de 210 institutos en 31 países: Armenia, Australia, Austria, Brasil, Bulgaria, Canadá, Chile, Croacia, República Checa, Finlandia, Francia, Alemania, Grecia, India, Irlanda, Italia, Japón, México, Namibia, Países Bajos, Noruega, Polonia, Eslovenia, Sudáfrica, España, Suecia, Suiza, Tailandia, Reino Unido, Ucrania y Estados Unidos. [5]
El 15 y 16 de julio de 2015, el CTA decidió iniciar negociaciones contractuales detalladas para albergar el CTA en el Observatorio Paranal del Observatorio Europeo Austral (ESO) , en Chile, y en el Observatorio Roque de los Muchachos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), en La Palma, España. El 19 de septiembre de 2016, el Consejo del Observatorio del Conjunto de Telescopios Cherenkov (CTAO) concluyó las negociaciones con el IAC para albergar el conjunto del hemisferio norte del CTA. El 19 de diciembre de 2018, también se firmaron los acuerdos finales para el conjunto sur. [6] [7] [8]
El emplazamiento del CTA en el hemisferio norte se encuentra en el emplazamiento actual del Observatorio Roque de los Muchachos del IAC en la isla de La Palma, la quinta isla más grande de las Islas Canarias. A 2.200 metros de altitud y enclavado en una meseta bajo el borde de un cráter volcánico extinto, el emplazamiento alberga actualmente un observatorio de rayos gamma en funcionamiento, los telescopios MAGIC ( Major Atmospheric Gamma Ray Imaging Cherenkov ), así como una variedad de telescopios ópticos de diversos tamaños. [9]
El CTA estudiará fotones de mayor energía que los medidos hasta ahora. Sus aceleradores de partículas cósmicas pueden alcanzar energías inaccesibles para aceleradores como el Gran Colisionador de Hadrones. El CTA intentará comprender el impacto de las partículas de alta energía en la evolución de los sistemas cósmicos y obtener información sobre los fenómenos más extremos e inusuales del Universo. También buscará partículas de materia oscura en proceso de aniquilación y desviaciones de la teoría de la relatividad especial de Einstein , e incluso realizará un censo de la aceleración de partículas en el Universo. [11]
La investigación en el CTA buscará abordar cuestiones dentro y fuera de la astrofísica que se enmarcan en tres grandes temas de estudio: comprender el origen y el papel de las partículas cósmicas relativistas, investigar entornos extremos y explorar las fronteras de la física. Para abordar estos temas, el CTA observará los siguientes objetivos clave: el centro galáctico , la Gran Nube de Magallanes , el plano galáctico, los cúmulos de galaxias, los PeVatrones de rayos cósmicos, los sistemas de formación estelar, los núcleos galácticos activos y los fenómenos transitorios. [12]
