Observatorio de Rayos Gamma HAWC

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El observatorio de Rayos Gamma HAWC (High Altitude Water CHerenkov) es un proyecto que se está instalando en el volcán Sierra Negra de Puebla. En él participan el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV), la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) y las Universidades de Chiapas Guanajuato y Michoacán. HAWC tendrá un costo estimado en 6 millones de dólares y su construcción empezó el 26 de octubre de 2008 y estará operando desde el 2011 hasta el 2021.

Es el más grande en su tipo en el mundo y está siendo apoyado por el CONACYT de México y las agencias NSF y DOE de Estados Unidos de Norteamérica. HAWC será un observatorio capaz de monitorear las 24 horas del día fuentes celestes emisoras de rayos gamma, es decir, de estudiar los objetos que emitan las más fuertes energías en el espacio y que estén a menos de 45 grados del cenit. Gracias a la rotación terrestre HAWC hará diariamente un mapa de más del 60% del cielo. Estos datos se irán acumulando continuamente de manera que en un año HAWC nos dará un mapa profundo del cielo visto en rayos gamma.

Las ondas de radio, la luz visible y los rayos X y gamma son manifestaciones distintas de un mismo fenómeno: las ondas electromagnéticas o fotones. Lo que las diferencia es su longitud de onda o, equivalentemente, la energía del fotón en cuestión. Así la luz visible corresponde con fotones de entre 2 electrón-voltios (eV) -luz roja- y 3 eV (luz violeta). La luz ultravioleta es más dañina para los organismos ya que sus fotones puede tener una energía de 10 eV, mientras que los rayos X tienen energías de centenares o miles de eV. Los rayos gamma son los fotones de mayor energía, y en particular HAWC estudiará el cielo detectando fotones con energías de billones (millones de millones) de eV. Sólo los fenómenos más violentos del Universo pueden producir este tipo de radiación.

Efecto Cherenkov

Un método para detectar estos fotones es el Efecto Cherenkov de agua, el cual incluye la instalación de una gran cantidad de agua a la mayor altura posible. Los rayos gamma de muy alta energía generan en la atmósfera una cascada de partículas, la cual crece hasta alcanzar un máximo a unos 6000 metros de altura y empieza a decaer al seguir avanzando dentro de la atmósfera. Las partículas de la cascada al entrar al agua emiten un tipo de luz conocida como Luz Cherenkov, por el nombre de su descubridor (Cherenkov, Pavel Alekseevič Čerenkov). El funcionamiento de los detectores Cherenkov de agua, como detectores de rayos gamma, ha sido corroborado con el experimento MILAGRO, un estanque de 50 por 80 metros de lado y 8 metros de profundidad situado a 2630 metros de altura en Nuevo México, el cual estuvo estudiando el cielo desde 1999 hasta 2008 y que reportó varios descubrimientos importantes durante la Conferencia Internacional de Rayos Cósmicos realizada en Mérida del 3 al 11 de julio del 2007. El éxito de MILAGRO llevó a plantear el proyecto HAWC: un empaquetamiento de 300 detectores Cherenkov de agua en una superficie de 150 m X 150 m ubicado a más de 4000 msnm, el observatorio más importante de su tipo en el mundo, capaz de realizar un mapa profundo de más de la mitad del cielo y de monitorear diariamente cuásares, destellos de rayos gamma e incluso el Sol.