Los telescopios MAGIC reinician las observaciones en el Roque

Los telescopios MAGIC, situados en el Observatorio del Roque de los Muchachos, con una apertura total que los convierte en la mayor instalación telescópica Cherenkov del mundo (cada telescopio tiene un espejo segmentado de 17 metros de diámetro), retoman sus observaciones este mes, tras una renovación completa que mejora su rendimiento de forma notable. MAGIC vio su primera luz en 2004, con la instalación del primer telescopio. Un segundo telescopio casi idéntico se acabó en 2008 y el observatorio alcanzó todo su potencial.

MAGIC (llamado así por sus siglas en inglés: Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov) no es como la mayoría de los telescopios: aunque es sensible a la luz visible, utiliza la atmósfera como un "conversor natural" para detectar rayos gamma de alta energía producidos en fuentes cósmicas. Los rayos gamma son invisibles al ojo humano, pero producen débiles ráfagas de luz cuando interaccionan con átomos y moléculas en nuestra atmósfera. Gracias a sus sofisticados sensores, MAGIC puede detectar estos chispazos, que solo duran milmillonésimas de segundo. Estas señales tan sutiles se originan, sin embargo, en los objetos más extremos y energéticos del universo.

Los dos telescopios MAGIC, cuando funcionan coordinadamente, son mucho más eficientes que uno solo, porque observan estos destellos "en estéreo". Esto permite localizar su punto de origen en el cielo de forma muy precisa: es algo parecido al funcionamiento de unos prismáticos. El sistema de telescopios MAGIC ha tenido gran éxito explorando el cielo en rayos gamma. Con sus enormes espejos, los telescopios son muy sensibles a los rayos gamma de más baja energía que pueden captarse desde la tierra, lo que permite relacionar sus observaciones con otras hechas desde satélites que no llegan a estas energías. Esta característica única permitió a los gemelos detectar por primera vez un púlsar – la estrella de neutrones magnetizada que produjo la supernova del Cangrejo en 1054 d.C. – a estas energías, así como el núcleo activo de galaxia más lejano que se conoce en rayos gamma de muy alta energía.

Los MAGIC son parecidos, pero no idénticos. El segundo telescopio, que se instaló cuatro años después del primero, reúne numerosas mejoras, con lo que la colaboración internacional de astrónomos responsable de MAGIC comenzó un proceso de renovación del instrumento hace tres años. Las claves de esta renovación son una misma electrónica de lectura ultrarrápida para ambos telescopios y una nueva cámara de gran campo de visión para el primer telescopio. Los rayos gamma producen pulsos eléctricos extremadamente cortos en las cámaras, tan cortos como unos pocos nanosegundos (unas milésimas de una millonésima de segundo). La electrónica de lectura ha de ser igualmente rápida y, lo que supone un desafío aún mayor, todos los píxeles de la cámara han de leerse a la vez. El "campo de visión", el área del cielo que observan los telescopios, casi se ha duplicado, lo que aumenta significativamente la probabilidad de descubrir nuevos objetos y de estudiarlos en detalle. Tras una exitosa fase de verificación, los telescopios gemelos abrirán de nuevo sus ojos de 17 metros al cielo este noviembre.

Los científicos de la colaboración MAGIC, una iniciativa de unos 150 astrónomos de nueve países distintos, se dedican a un amplio espectro de estudios. Entre ellos se encuentra el seguimiento de núcleos activos de galaxias alimentados por agujeros negros supermasivos, estrellas de neutrones que rotan en milésimas de segundo (púlsares) y los llamados Brotes de Rayos Gamma (en inglés, GRB). Los telescopios incluso se dedican a estudiar los rayos gamma de galaxias lejanas con el fin de medir la densidad de luz visible e infrarroja producida en toda la historia del universo. El descubrimiento de púlsares que emiten rayos gamma de muy alta energía fue algo totalmente inesperado que probó que los rayos gamma pueden escapar (usando un mecanismo aún desconocido) de las magnetosferas que rodean a las estrellas de neutrones. El origen de los brotes de rayos gamma, las explosiones cósmicas más energéticas que conocemos, es todavía un misterio: los producen chorros que se expanden a casi la velocidad de la luz y se convierten en pocos segundos o minutos en los objetos más brillantes del cielo gamma para luego desaparecer para siempre. También se realizan observaciones con el objetivo de detectar la radiación gamma procedente de la aniquilación de partículas de materia oscura.

Aunque los objetos que producen rayos gamma son escasos, los nuevos gemelos MAGIC llevarán a cabo sin lugar a dudas numerosos avances en el campo. La colaboración se reunirá en La Palma del 12 al 16 de noviembre para discutir los últimos resultados de los telescopios y planear los próximos años de observaciones científicas.

El proyecto MAGIC

MAGIC está localizado en el Observatorio Europeo Norte del Roque de los Muchachos (2200 m de altura) en la isla canaria de La Palma. El sistema de dos telescopios MAGIC, cada uno de ellos de 17 metros de diámetro, es en la actualidad el mayor sistema de telescopios del mundo en el rango de los rayos gamma entre 25 GeV y 50 TeV.

Los rayos gamma, partículas neutras, entran en la atmósfera de la Tierra y producen cascadas de partículas secundarias. Estas partículas viajan a una velocidad mayor que la de la luz en el aire y eso les lleva a producir luz de Cherenkov en el azul y el ultravioleta cercano. MAGIC es sensible a esta luz de Cherenkov.

MAGIC ha sido construido gracias a los esfuerzos de una colaboración internacional que incluye unos 150 investigadores de Alemania, España, Italia, Suiza, Polonia, Finlandia, Bulgaria, Croacia y Japón.

Ocho instituciones españolas forman parte de la colaboración MAGIC: Centro de Investigaciones Energéticas y Medio Ambientales (CIEMAT), Instituto Astrofísico de Andalucia (IAA/CSIC), Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), Instituto de Ciencias del Espacio (ICE), Instituto de Física de Altas Energías (IFAE), Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), Universidad de Barcelona (UB) y Universidad Complutense de Madrid (UCM).

España es uno de los miembros fundadores de MAGIC y uno de los países con mayor peso dentro de la colaboración, como prueba el hecho de que en la actualidad está dirigida por un físico español: Juan Cortina, del IFAE de Barcelona.

En la renovación de los telescopios han tenido también protagonismo los grupos españoles. El grupo de María Victoria Fonseca de la UCM y el grupo del IFAE han colaborado con el grupo italiano de INFN Pisa para producir la electrónica de lectura ultrarrápida. El grupo de Francisco Prada del IAA ha contribuido en la adquisición de los fotosensores de la nueva cámara. Toda la operación de renovación la ha gestionado Daniel Mazin, un investigador del IFAE.