El profesor Claudio Dib viajó a Portugal para participar en la planificación de las próximas etapas del proyecto SWGO, complejo astronómico que será instalado en el Parque Astronómico de Atacama.

Avances en el diseño y planificación del futuro Observatorio de Rayos Gamma de Amplio Campo Visual en el Hemisferio Sur (SWGO, por sus siglas en inglés) fueron parte de los temas abordados durante la 14ª reunión de la colaboración internacional SWGO, realizada en Lisboa, Portugal, y en la que participó el académico del Departamento de Física de la Universidad Técnica Federico Santa María (USM), Claudio Dib.

El investigador, quien además es coordinador nacional del proyecto y representante de Chile en el Comité Directivo de SWGO, participó junto a cerca de 50 especialistas de distintos países en jornadas enfocadas en el desarrollo científico y técnico del observatorio que será instalado en la región de Antofagasta.

El encuentro se desarrolló en el museo de ciencias “Pavilhão do Conhecimento” y reunió a investigadores e investigadoras de Alemania, Argentina, Brasil, Bolivia, Chile, China, Corea del Sur, Croacia, Estados Unidos, Francia, Italia, México, Países Bajos, Perú, Portugal y Reino Unido.

Durante las sesiones se presentaron avances relacionados con simulaciones computacionales, detectores, infraestructura y planificación del sitio donde se emplazará el complejo astronómico.

“El diseño del observatorio ya está bastante avanzado en aspectos como el tipo de detectores, el número y la distribución de los instrumentos, pero todavía estamos revisando configuraciones que podrían mejorar la capacidad de detección de señales”, explicó Claudio Dib.

Observatorio se instalará en Antofagasta

El proyecto SWGO será instalado en el Parque Astronómico de Atacama, en la región de Antofagasta, específicamente en la zona de Pampa La Bola, a 4.770 metros sobre el nivel del mar.

Se tratará de la primera instalación de este tipo en el hemisferio sur y complementará el trabajo del observatorio CTAO-Sur, actualmente en construcción en Paranal.

El objetivo de esta infraestructura será estudiar algunos de los fenómenos más energéticos del universo mediante la detección de rayos gamma de alta energía.

Cómo funcionará SWGO

El observatorio estará compuesto por cerca de 3.700 estanques de agua equipados con sensores fotosensibles, conocidos como detectores de luz Cherenkov en agua, capaces de registrar partículas secundarias generadas cuando rayos gamma interactúan con la atmósfera terrestre.

Los detectores serán distribuidos en una superficie cercana a un kilómetro cuadrado, permitiendo monitorear continuamente gran parte del cielo austral.

Gracias a esta tecnología, SWGO podrá investigar fenómenos extremos del universo como agujeros negros, remanentes de supernovas, estrellas de neutrones y destellos de rayos gamma.

Con el diseño definido y desafíos centrados en las obras de habilitación del sitio y en la instalación de los primeros prototipos que permitirán validar la instrumentación y los sistemas electrónicos del observatorio, avanza la implementación del proyecto Southern Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO) en el Parque Astronómico de Atacama, en la región de Antofagasta. El instrumento, que se emplazará a 4.770 metros sobre el nivel del mar, será la primera instalación de su tipo en el hemisferio sur, complementario al observatorio CTAO-Sur en construcción en Paranal, y permitirá estudiar los fenómenos más energéticos del universo mediante la detección de rayos gamma de alta energía.

Los progresos más recientes del proyecto fueron parte de las discusiones desarrolladas durante la 14ª reunión de la colaboración SWGO, realizada en Lisboa, Portugal, en el museo de ciencias “Pavilhão do Conhecimento”. El encuentro reunió a cerca de 50 investigadores e investigadoras representantes de los países que participan en la alianza, tales como Alemania, Argentina, Brasil, Bolivia, Chile, China, Corea del Sur, Croacia, Estados Unidos, Francia, Italia, México, Países Bajos, Perú, Portugal, Reino Unido.

Como ocurre en cada reunión semestral, los distintos grupos de trabajo presentaron avances relacionados con ciencia, simulaciones computacionales, detectores, infraestructura y planificación del sitio donde se instalará el observatorio.

“El diseño del observatorio ya está bastante avanzado en aspectos como el tipo de detectores, el número y la distribución de los instrumentos, pero todavía estamos revisando configuraciones que podrían mejorar la capacidad de detección de señales”, explicó Claudio Dib, coordinador nacional del proyecto y miembro del Comité Directivo de SWGO.

Cómo funcionará SWGO

SWGO estará compuesto por cerca de 3.700 estanques de agua con sensores fotosensibles (detectores Water Cherenkov), capaces de registrar la cascada de partículas secundarias generadas cuando rayos gamma de muy alta energía interactúan con la atmósfera terrestre.

Estos detectores se distribuirán en un área cercana a 1 km² en la zona de Pampa La Bola, dentro del Parque Astronómico de Atacama, permitiendo monitorear de manera continua gran parte del cielo austral. Gracias a esta infraestructura, el observatorio podrá estudiar fenómenos extremos del universo como agujeros negros, remanentes de supernovas, estrellas de neutrones y explosiones de rayos gamma.

El observatorio complementará la cobertura de detección de instalaciones internacionales como HAWC y LHAASO —actualmente en funcionamiento en México y China, respectivamente— junto con el futuro Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), cuya operación se proyecta en 2030 en Chile.

Además de ampliar las capacidades de observación astronómica en el hemisferio sur, SWGO contribuirá al desarrollo de la denominada astronomía de multimensajeros, disciplina que combina distintos tipos de señales cósmicas para investigar fenómenos astrofísicos.

Próximos desafíos

Durante la reunión, Chile —como país anfitrión del observatorio— presentó avances relacionados con acuerdos institucionales, contratos y coordinaciones con empresas locales para las futuras obras de infraestructura.

Entre los desafíos prioritarios se encuentra el establecimiento de convenios, la habilitación de caminos de acceso y la construcción de un paso reforzado sobre un gaseoducto ubicado en la zona del proyecto.

“Se vuelve cada vez más importante lograr instalar un primer prototipo para poner a prueba la instrumentación”, señaló Claudio Dib, también académico del Departamento de Física de la Universidad Técnica Federico Santa María e investigador del Centro Científico Tecnológico de Valparaíso (CCTVal).

Historia y avances

En agosto de 2024, Chile fue seleccionado como sede oficial del proyecto tras un largo proceso internacional en el que participaron distintos países candidatos. La decisión consideró las capacidades científicas y técnicas del país, además de las condiciones atmosféricas y geográficas del Parque Astronómico de Atacama. También fue relevante el trabajo desarrollado por el equipo de chilenos encabezado por Claudio Dib, representante nacional en la colaboración internacional SWGO, quien lideró las gestiones que contribuyeron a posicionar al país como un lugar estratégico para el desarrollo de infraestructura astronómica de gran escala.

Actualmente, 11 instituciones chilenas han firmado cartas de interés para integrarse a la colaboración SWGO y equipos nacionales han comenzado a asumir tareas de mayor responsabilidad dentro de la organización internacional del proyecto.

“En los reportes entregados durante la reunión, fueron muy valoradas las tareas que han asumido recientemente algunos miembros chilenos de la colaboración”, destacó Dib.

Entre los avances desarrollados en Chile se encuentra la instalación de un estanque prototipo durante 2025 en San Pedro de Atacama, a 2.400 metros sobre el nivel del mar, muy por debajo de la altura donde se construirá el observatorio, y posteriormente en un sitio cercano a gran altitud, donde se harán pruebas térmicas de los equipos.

Este trabajo fue posible gracias al financiamiento obtenido en 2022, a través del Fondo QUIMAL220008 de ANID para el desarrollo de instrumentación y tecnologías para la astronomía nacional, y el proyecto “Study of Water Cherenkov Detectors extreme weather conditions for the SWGO (Southern Wide-field Gamma-ray Observatory) candidate sites” liderado por el académico de la Universidad de La Serena, Orlando Soto e investigador del CCTVal.

Notas relacionadas

https://cctval.cl/comunicaciones/noticias/chile-se-prepara-para-la-construccion-del-primer-observatorio-de-rayos-gamma-del-hemisferio-sur/

Chile albergará observatorio de rayos gamma único en su tipo en el hemisferio sur

(Observatorio Europeo Austral), como lo son Cerro Paranal y ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), este último actualmente el proyecto astronómico más grande del mundo.

Durante agosto, las creadoras llegaron al Instituto Superior Latinoamericano de Arte (ISLA), sede de SACO en Antofagasta, para abordar investigaciones ligadas al arte y la astronomía. Cuando ya llevaban un par de semanas trabajando en la ciudad, visitaron Paranal, donde pudieron recorrer extensamente sus instalaciones, conociendo, entre otros, el Very Large Telescope (VLT) y el Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA). En la instancia, también pudieron entrevistarse con diversos técnicos, científicos y trabajadores, como Bárbara Núñez, encargada de relaciones regionales de ESO.

“El Desierto de Atacama es un laboratorio natural y Paranal ha servido los últimos 25 años como una infraestructura científica habilitadora para la creación de conocimiento. En ese sentido, abrir las puertas a estas iniciativas es continuar haciendo espacio para el conocimiento artístico. Pese a que no es nuestro objeto de estudio, es interesante observar sus dinámicas y los aprendizajes que genera en un lugar tan único como nuestro observatorio”, comentó Bárbara respecto a la experiencia.

Posteriormente, las artistas viajaron hasta San Pedro de Atacama para ingresar al observatorio ALMA. Para esta visita llegaron hasta el Centro de Apoyo a las Operaciones (OSF), a 2900 metros sobre el nivel del mar, donde Farid Char, coordinador de visitas del lugar, las recibió. Las visitantes fueron llevadas al Sitio de Operaciones del Conjunto (AOS), el llano de Chajnantor, que representa la asociación entre Europa, Japón y Norteamérica, y que está a más de 5000 metros de altura, albergando a 66 antenas de alta precisión.

“La experiencia en el observatorio ALMA fue estratégica, se presenta de una forma poderosa entre el ser humano y el cielo. Estás a 5000 metros y usas oxígeno al subir, pareciera que vas a la luna y lo más interesante es que la observación se hace por onda, todos esos telescopios juntos hacen una imagen a través de las ondas que reciben, sin importar si es de dia o noche”, contó Ursula sobre su recorrido.

A Luisa lo que más le llamó la atención fue el funcionamiento de los telescopios. “Me sorprendió el hecho de que los radiotelescopios no necesitan la oscuridad para funcionar, eso me dejó muy pensativa porque para mí el cosmos, el firmamento, es una cosa que nosotros asociamos a la noche y que nos da la sensación, a pesar de todo lo que sabemos, de que las estrellas no están en el cielo durante el día, pero no es así, se captan señales u ondas de las estrellas de algo que siempre está, aunque no sea visible”, explicó la artista colombiana.

Esta es la primera vez que residentes de la Bienal SACO son recibidos en el observatorio ALMA. Gracias a la continua gestión del equipo de SACO, fue posible lograr esta conexión para reunir dos áreas normalmente separadas, como lo son el arte y la astronomía, fomentando los procesos de investigación de cada artista.

“Como corporación, estamos muy felices con el trabajo que se ha realizado con ESO. Llevamos dos años consecutivos visitando sus instalaciones, con una apertura que se valora y agradece, demostrando que están a la vanguardia con respecto a la interdisciplinariedad. Esperamos que sigan esta y otras vinculaciones similares, porque aportan mucho al trabajo que realizamos y a los proyectos de los artistas que nos visitan”, enfatizó Carlos Rendón, encargado de vinculación de SACO, quien acompañó a las artistas en Paranal.

Ursula y Luisa ya retornaron a sus hogares, donde seguirán recopilando lo aprendido para aplicarlo en sus investigaciones artísticas. Puedes conocer más sobre los proyectos de las artistas aquí.

Más de tres años de coordinación y negociaciones fueron necesarios para que finalmente la colaboración internacional Southern Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO), compuesta por 15 países y más de 200 científicos, decidiera construir su nuevo instrumento científico en Chile: un complejo de detectores distribuidos en aproximadamente 1 km2  que, a una altitud superior a 4.700 m sobre el nivel del mar, proveerá una cobertura amplia y permanente del universo desde el hemisferio sur.

En esta parte del planeta, la observación astronómica posee una ventaja: sólo desde este lugar es posible observar el centro de la galaxia, ofreciendo una oportunidad inigualable para el estudio de sus fenómenos. Esto llevó a SWGO a considerar territorios en Argentina, Perú y Chile para su emplazamiento, decidiendo finalmente que será el sector de Pampa La Bola, en el Parque Astronómico de Atacama, el que albergará el nuevo observatorio, cuya inversión ascenderá a cerca de US$60 millones por parte de las agencias científicas participantes.

Para la toma de esta decisión fue relevante el liderazgo que tuvo durante todo el proceso el representante de Chile en el comité directivo de SWGO, Claudio Dib, también académico de la Universidad Técnica Federico Santa María e investigador del Centro Científico Tecnológico de Valparaíso. “Estamos felices de albergar una importante infraestructura de investigación como ésta, que ofrece la oportunidad de fortalecer en nuestro país y el continente un campo de la ciencia en crecimiento en el mundo actual como la física de astropartículas. La comunidad científica de nuestra región, especialmente las generaciones jóvenes, trabajarán al más alto nivel en colaboración con los mejores especialistas en el campo a nivel mundial”, comentó el investigador.

Por su parte, la ministra de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación, Aisén Etcheverry, señaló que “si hay algo que hace brillar los ojos, tanto de niños como de adultos, es la astronomía, especialmente cuando les explicamos el potencial de las infraestructuras que se están instalando en Chile y que podrían permitir incluso descubrir el origen del universo”. La autoridad añadió también que el país “ha desarrollado a lo largo de los años una política de Estado de darle la bienvenida a estos proyectos y participar cada vez más activamente en ellos a través de nuestra comunidad científica y tecnológica”.

Mayor comprensión del universo

Los rayos gamma provienen de los procesos más energéticos y violentos del universo, y su observación permite estudiar objetos cósmicos extremos como explosiones de estrellas, agujeros negros o centros de galaxias, y también física fundamental como la composición de la materia oscura.

Para su exploración, SWGO contará con cerca de 3.700 estanques de agua especialmente diseñados y equipados con tecnología para detectar las cascadas de partículas producidas en la alta atmósfera cuando un rayo gamma llega desde el espacio. Será la primera instalación del hemisferio sur que estudiará estos fenómenos con una precisión sin precedentes y una sensibilidad superior a la de los instrumentos actuales, siendo un complemento para éstos al proporcionar una visión completa del cielo del Sur de los eventos de rayos gamma más extremos del cosmos.

“Una de las cosas más interesantes desde el punto de vista de la tecnología es que este tipo de infraestructura es nueva, por lo que incluye desafíos que también lo son. Esto implica la formación de especialistas en áreas que aún no existen localmente y la creación de una mayor diversidad de talentos. Ciertamente vendrán profesionales de afuera, pero eso permite entrenar gente local y desarrollar capital humano aquí para que trabajen a nivel de infraestructura, instrumentación, manejo de datos, gestión, entre otros temas. Y en cuanto a la colaboración, SWGO también es importante para nosotros porque cuenta desde su inicio con una fracción significativa de científicos de Latinoamérica. De este modo, no es sólo una infraestructura que viene a instalarse al continente, sino más bien una infraestructura de nuestro continente”, añade el Dr. Dib.

El comienzo de las obras de construcción de SWGO se proyecta para 2026, y su puesta en marcha para fines de 2030. Con ello, Chile contará con un nuevo instrumento para explorar gran parte del cielo de manera simultánea, ofreciendo, como en ningún otro lugar del mundo, un cono de 45° de apertura desde el cenit para la observación del universo. Esto, tal como detallan sus impulsores, facilitará la formación de una nueva generación de especialistas locales en distintas disciplinas como física de astropartículas, electrónica, ingeniería, computación e inteligencia artificial.

Dar a conocer a la comunidad cómo trabaja el Observatorio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) y su aporte a la ciencia a nivel mundial fue el propósito de la charla que dictó el astrofísico Dr. Sean Dougherty, director del mayor proyecto astronómico del mundo ubicado en San Pedro de Atacama.

El encuentro, denominado “Los grandes observatorios en Chile”, se realizó en el Aula Magna de la Universidad Técnico Federico Santa María, en el marco del Festival de las Ciencias organizado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación que, desde 1 al 8 de octubre, se encuentra realizando más de 200 actividades para acercar la ciencia a las personas de manera transversal cuyo foco en la Región de Valparaíso fue el conocimiento astronómico.

En la instancia, el Dr. Sean Dougherty, quien dirige ALMA desde el 2018, explicó que el “centro astronómico se ubica en el mejor lugar del mundo desde donde realizar observaciones por cuanto está en altura, casi no existen nubes ni contaminación lumínica”. Asimismo, entregó las cifras de sus trabajadores que llegan a 248, siendo 215 chilenos y 33 extranjeros, los que trabajan en una pequeña villa que se construyó con funcionamiento las 24 horas del día, los siete días de la semana.

El astrofísico precisó que en total cuentan con 66 antenas movibles que contienen receptores que reciben las ondas que luego pasan por fibra óptica a computadores donde se comienza a analizar toda la información de la que se desprenden millones de cálculos. Estos receptores funcionan a muy baja temperatura, por lo que gran parte de la energía se utiliza para mantener las bajas temperaturas en estos instrumentos.

Investigaciones

Gracias al trabajo que se desarrolla en ALMA se genera una gran cantidad de información que es utilizada por científicos de todo el mundo. En este sentido, el director del Observatorio manifestó que “una de las labores de ALMA es publicar las informaciones de los científicos que han obtenido en ALMA, las que llegan a un promedio de 1,6 publicaciones diarias al año, las que irán aumentando porque queremos ir generando cada día más información”.

Para lograr lo anterior están desarrollando un proyecto para mejorar el procesamiento de la información y lograr que sea más rápida, así cambiarán, por ejemplo, los programas receptores para que sea de mayor calidad y rapidez, además de la fibra óptica, con lo cual “ALMA seguirá a la vanguardia de la tecnología por 20 o 30 años más”.

Por su parte, el profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la USM y uno de los gestores de la iniciativa en la casa de estudios, Dr. Pedro Sariego, comentó que “llama la atención el entusiasmo, principalmente de la juventud, que quiere acercarse al director de ALMA, nunca había visto tanto interés y lo mejor es que el Dr. Sean Dougherty se tomó todo el tiempo para las conversaciones”.