Formado por dos grandes redes de telescopios, una en el hemisferio sur y otra en el hemisferio norte, el Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) será el observatorio de rayos gamma cósmicos más sensible del mundo, con la mejor resolución angular y espectral en el rango de las muy altas energías (por encima de los 20 GeV). Los telescopios se levantarán en dos sedes con el propósito de cubrir la totalidad del cielo: una sede norte situada en la isla canaria de La Palma (España) y una sede sur en Cerro Paranal (Chile). En cada una de ellas habrá decenas de telescopios de distintos tamaños cuyo objetivo será expandir el rango espectral desde unos 20 GeV hasta centenares de TeV. CTAO operará como un observatorio abierto a propuestas de observación por parte de toda la comunidad científica y sus datos serán abiertos. Además, se prevé su funcionamiento ininterrumpido durante al menos 30 años.
Mientras que la red de telescopios del hemisferio norte tendrá un tamaño más limitado (1 km2, aproximadamente) y se centrará en el rango de energías comprendidas entre los 20 GeV y 20 TeV para profundizar en el estudio de las fuentes extragalácticas, el conjunto del hemisferio sur, con su vista privilegiada de nuestra galaxia, abarcará todo el rango de energías permitido (desde los 20 GeV hasta los 300 TeV, aproximadamente) y se extenderá a lo largo de una superficie de 10 km2, con el objetivo de estudiar, principalmente, los fenómenos galácticos. Se distribuirán tres tipos de telescopios en los hemisferios norte y sur, clasificados en función de su sensibilidad: el Telescopio de Tamaño Pequeño (SST, por sus siglas en inglés), el Telescopio de Tamaño Medio (MST, por sus siglas en inglés) y el Telescopio de Tamaño Grande (LST, por sus siglas en inglés). Dado que los SST están preparados para ser los más sensibles a las altas energías, serán los idóneos para la detección de rayos gamma de muy alta energía en la sede sur, mientras que los MST y LST se instalarán en ambos hemisferios.
El consorcio internacional CTAC está formado por más de 1500 científicos e ingenieros pertenecientes a 150 instituciones de 25 países. Los miembros de la colaboración internacional CTAC fueron los responsables de la definición del proyecto CTAO. Hasta el momento, el diseño de los tres tipos de telescopios (LST con un espejo de 23 metros de diámetro, MST con un espejo de 12 metros de diámetro y SST con un espejo de unos 4 metros de diámetro) está finalizado y ya se han construido prototipos con los que se obtiene la respuesta esperada. CTAC se ocupará de la explotación científica de los llamados “Proyectos Científicos Clave”, proyectos multianuales de observación que prometen revolucionar nuestra comprensión del 'cielo gamma'.
Tanto el potencial como el alcance científico de CTAO han convencido a los países fundadores de este proyecto para crear una nueva organización paneuropea de investigación (ERIC), encargada de liderar la construcción y llevar a cabo la operación y el mantenimiento de las infraestructuras de CTAO. Esta nueva entidad legal, con sede en Bolonia (Italia), recibirá el nombre de CTAO ERIC.
España, Alemania, Italia, Francia, Japón o el Observatorio Europeo Austral (ESO, por sus siglas en inglés) son algunos de los países e instituciones clave en la fundación del observatorio CTAO. El proceso de creación del proyecto empezó hace más de un año, pero el paso decisivo se realizó el pasado 31 de mayo, cuando los países fundadores enviaron a la Comisión Europea la documentación necesaria para su constitución, incluyendo los estatutos, la definición de las dos sedes, la respuesta del instrumento y su coste esperado. Este paso supone el compromiso de los países para afrontar la financiación necesaria que requiere el observatorio CTAO. Se espera que CTAO ERIC se constituya de manera definitiva en los próximos meses.
España en el proyecto CTAO
España no solo será una de las sedes oficiales del Cherenkov Telescope Array Observatory, sino que además proporciona una inversión considerable, especialmente en lo que respecta a los telescopios del tipo LST y MST, pero también en infraestructura, software de control y análisis, e instrumentos de monitorización atmosférica. Además, España acogerá uno de los centros de almacenamiento de datos en el Port d'Informació Científica (PIC) de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB).
Las instituciones españolas que forman parte del proyecto CTAO son: el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Instituto de Astrofísica de Andalucia (IAA), el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), el Instituto de Ciencias del Cosmos (ICC-UB), el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE), el Instituto de Física Teórica (IFT), la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y la Universidad de Jaén (UJA).
España ya ha realizado gran parte de su contribución incluso antes de la constitución de CTAO ERIC. Sus instituciones colaboradoras, con el apoyo de la Agencia Estatal de Investigación, hicieron un gran esfuerzo para diseñar, construir e instalar el primer prototipo del telescopio LST de 23 metros de diámetro (LST1), inaugurado en La Palma en 2018. LST1 ha tomado ya cientos de horas de datos y observado, entre otros fenómenos, la explosión de una nova, las erupciones de núcleos activos de galaxia o las pulsaciones de la galaxia del Cangrejo. Las primeras publicaciones científicas se esperan de cara a los próximos meses.
Gracias a la inversión directa del Ministerio de Ciencia e Innovación, se han producido ya casi todos los elementos necesarios para la construcción de los restantes tres telescopios LST de la sede norte, cuya instalación se prevé antes de final de año. Los cuatro telescopios LST constituyen el corazón de la sede norte y estarán operativos en torno a 2025. Con la constitución de la CTAO ERIC, comenzará la instalación de los telescopios MST en la sede norte y de toda la red (LST, MST y SST) en la sede sur, localizada en Chile.
