El Futuro de la Astrofísica de muy altas energías a través del Open Science: Oportunidades con el Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO)

El jueves 27 de abril a las 12:00 CEST, el Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) celebrarán un evento gratuito y abierto para investigadores interesados en la Ciencia Abierta y posibles sinergias con el CTAO, así como para estudiantes de grado, máster y doctorado que deseen desarrollarse profesionalmente en el campo de la Astrofísica de muy altas energías. El seminario, que tendrá lugar en la sede del IAA-CSIC (Granada, España), reunirá a Roberta Zanin (Responsable Científica del CTAO), Juan Cortina (Coordinador de CTA-España), Rubén López-Coto (Co-Investigador Principal del Proyecto CTA en el IAA-CSIC) y Francisco Colomer (Coordinador de la Presidencia Española del Consejo de la UE en el Ministerio de Ciencia e Innovación) para hablar sobre las últimas novedades en el desarrollo de la Ciencia Abierta con el CTAO, incluyendo el uso innovador de la inteligencia artificial aplicada a la Astrofísica, y salidas profesionales y sinergias relacionadas con el proyecto de construcción y operación del CTAO.

El CTAO será el primer observatorio terrestre de rayos gamma y el instrumento más sensible para explorar el Universo a muy altas energías. Lo hará con más de 60 telescopios situados en dos emplazamientos: CTAO-Norte, situado en el hemisferio norte en la isla de La Palma (España), y CTAO-Sur localizado en el hemisferio sur en el Desierto de Atacama (Chile). Como instrumento líder para la astronomía de rayos gamma durante los próximos 30 años, el CTAO abordará algunas de las principales cuestiones científicas dentro y fuera de la astrofísica, divididas en tres temas principales: comprender el origen y el papel de las partículas cósmicas relativistas; estudiar los entornos más extremos del Cosmos, como la vecindad de agujeros negros o estrellas de neutrones; y explorar las fronteras de la física, buscando develar grandes misterios como la naturaleza de la materia oscura. Y lo más importante, como observatorio comprometido con la Ciencia Abierta, el CTAO será el primer instrumento de este tipo en proporcionar herramientas de análisis y datos astronómicos abiertos para toda la comunidad científica siguiendo los principios FAIR (del inglés, encontrabilidad, accesibilidad, interoperabilidad y reutilización).

El CTAO, que pronto se convertirá en un Consorcio Europeo de Infraestructuras de Investigación (CTAO ERIC), cuenta con países miembro y socios globalmente para su despliegue científico y tecnológico (hardware y software). Entre ellos se encuentra España, país miembro y anfitrión del emplazamiento CTAO-Norte, que juega un papel fundamental en el avance del proyecto. Las contribuciones españolas se centran en el desarrollo del hardware para el Large-Sized Telescope (LST) y el Medium-Sized Telescope (MST), así como en el análisis del software y el almacenamiento de datos para el prototipo del LST, denominado LST-1, actualmente en fase de puesta en marcha en La Palma (Islas Canarias). Además, los miembros españoles trabajan en el desarrollo de instrumentos para la monitorización de las condiciones atmosféricas en el CTAO-Norte y colaboran como miembros activos en los diferentes grupos de trabajo científicos y de análisis de datos del Cherenkov Telescope Array Consortium (CTAC), donde representan el 10% de la comunidad.

Los diferentes equipos internacionales comprometidos con el avance del CTAO trabajan a favor de la Ciencia Abierta en múltiples frentes, que serán discutidos por los ponentes durante el evento. Entre otros temas, los participantes conocerán las perspectivas científicas del CTAO y sus datos, el CTAO Science Data Challenge, el papel del CTAO como socios activos en proyectos internacionales como ESCAPE, el papel de los Centros de Datos en el procesamiento y el uso de redes neuronales para mejorar el análisis de datos. Además, los ponentes destacarán posibles sinergias y oportunidades profesionales con el CTAO para físicos e ingenieros en España y otros países.

El evento tiene lugar durante la semana de la Asamblea General del CTAO/CTAC que reunirá a cientos de científicos e ingenieros de todo el mundo remota y presencialmente en Granada para debatir sobre los avances científicos y tecnológicos del CTAO.

Más información sobre CTAO

La precisión incomparable y el rango de energía sin precedentes (20 GeV-300 TeV) del CTAO proporcionarán nuevos conocimientos sobre los eventos más extremos y poderosos del Universo. Para ello, el CTAO tiene dos emplazamientos que albergarán los telescopios: CTAO-Norte en el hemisferio norte en La Palma (España) y CTAO-Sur en el hemisferio sur en el Desierto de Atacama (Chile). La sede central del CTAO está alojada en Italia en el Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) en Bolonia, y el Centro de Gestión de Datos Científicos (SDMC por sus siglas en inglés) se encuentra en Alemania en el campus de Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) en Zeuthen.

Se requieren tres clases de telescopios para cubrir todo el rango de energía del CTAO, desde 20 GeV hasta 300 TeV: el Large-Sized Telescope (LST), el Medium-Sized Telescope (MST) y el Small-Sized Telescope (SST). El proyecto para construir CTAO está muy avanzado: existen prototipos de trabajo para todos los diseños de telescopios propuestos y se ha llevado a cabo un trabajo significativo de caracterización y diseño del sitio. Además, en octubre de 2018, se inauguró el prototipo Large-Sized Telescope, el LST-1, en CTAO-Norte, y actualmente se encuentra en proceso de puesta en servicio. El Observatorio se beneficia de una configuración modular: si bien se espera que finalmente incluya hasta 118 telescopios repartidos entre ambos sitios de telescopios, durante la primera fase de construcción se construirá una instalación parcial con más de 60 telescopios, lo que ya será una mejora excepcional en comparación a las infraestructuras actuales. Esta configuración incluye 4 LST y 9 MST para el conjunto del hemisferio norte y 14 MST y 37 SST para el hemisferio sur. La definición de esta configuración es el resultado de un minucioso proceso de optimización de las capacidades científicas de cada conjunto, lo que implica la especialización del emplazamiento norte en fuentes extragalácticas (rango de energía del CTAO bajo-medio) y el del sur en objetos galácticos (rango de energía del CTAO medio-alto).

La preparación del diseño e implementación del CTAO está gestionada por CTAO gGmbH, entidad legal interina hasta que se establezca la entidad final como CTAO ERIC (Consorcio Europeo de Infraestructuras de Investigación), a cargo de la construcción y operación del Observatorio. CTAO gGmbH está gobernado por el Consejo de CTAO, compuesto por accionistas de 11 países y una organización intergubernamental (ESO), así como miembros asociados de dos países. El CTAO gGmbH trabaja en estrecha colaboración con el Cherenkov Telescope Array Consortium (CTAC), grupo de más de 1500 físicos e ingenieros que contribuyen a la definición del diseño del instrumento y el programa científico desde 25 países. Asimismo, el CTAO cuenta como socios con los denominados equipos de contribución en especie (IKC, por sus siglas en inglés), que proporcionan bienes y servicios para el desarrollo y la construcción de software y hardware del Observatorio, entre los que se encuentras las Colaboraciones del LST, MST y SST. 

Ilustración de CTAO-Norte (arriba) y CTAO-Sur (abajo). Crédito: Gabriel Pérez Díaz/IAC (ilustración CTAO- Norte) & Gabriel Pérez Diaz, IAC/Marc-André Besel, CTAO (ilustración CTAO-Sur)