Agujero negro: Los agujeros negros, los objetos más densos de todo el Universo, se forman tras la muerte de una estrella muy masiva (entre 25 y 40 veces más masiva que el Sol) en una explosión de supernova. Nada puede escapar de estos objetos, ni la materia ni la luz… por eso los llamamos agujeros “negros”. Si su masa es de alrededor de miles a millones de veces la del Sol se crean de manera diferente y los llamamos agujeros negros supermasivos.

Agujero negro supermasivo: Agujero negro con una masa varios miles de millones de veces mayor a la del Sol. Se encuentran en los centros de las galaxias, incluyendo la Vía Láctea. Los astrónomos todavía no están muy seguros de cómo se crean.

Análisis en tiempo real o Análisis online: Se refiere al análisis llevado a cabo por un programa automático simultáneamente con la toma de datos de un instrumento. Es muy útil para comprobar si la actividad de una fuente aumenta repentinamente, lo cual podría llevar a prolongar las observaciones o incluso a emitir una alerta dentro de la comunidad astronómica.

Ángulo cenital: Se refiere a la separación en grados desde el zenit hasta la posición de un objeto en el cielo.

Año luz: Unidad astronómica de distancia que corresponde a la distancia recorrida por la luz en el espacio durante un año. ¡Un año luz equivale a ~9,5 billones de kilómetros!

Área de colección: Área dentro de la cual un determinado telescopio puede detectar luz desde tierra o en el espacio.

Ascensión recta (RA): Similar a la Longitud en la Tierra, la ascensión recta es una de las coordenadas usadas para definir la posición de un objeto en el cielo. Se mide hacia el este a lo largo del plano del ecuador celeste y es el ángulo entre el objeto del cielo y el punto en el que el Sol cruza el ecuador en el equinoccio de marzo (alrededor del 20 de marzo). Se mide en horas y minutos o, a veces, en grados, siendo una hora igual a 15 grados. Forma parte del Sistema de Coordenadas Ecuatoriales, junto con la Declinación.

Astronomía de múltiple longitud de onda o Multi-wavelength astronomy: Observaciones coordinadas entre instrumentos que detectan diferentes rangos de energía del espectro electromagnético. Por ejemplo, observar un microcuásar a la vez con observatorios de radio, telescopios infrarrojos, satélites de rayos X y telescopios Cherenkov de rayos gamma nos puede proporcionar una información muy valiosa sobre el estado en el que se encuentra la fuente.

Astronomía multi-mensajera o Multi-messenger astronomy: Subcampo de la astronomía basado en la observación del Universo con instrumentos que detectan diferentes “mensajeros” cósmicos. Existen cuatro posibles mensajeros utilizados en la actualidad: la radiación electromagnética (en todas sus diferentes energías, como los rayos gamma), los rayos cósmicos, los neutrinos y las ondas gravitacionales. Cada mensajero puede proporcionar información diferente de una misma fuente.

Axión: Partículas hipotéticas de las cuales podría estar formada la materia oscura.

Azimut o acimut: Coordenada utilizada para definir la posición de un objeto en el cielo tal como lo ve una persona desde la Tierra, y que se define como la distancia angular en el plano horizontal desde el Norte hasta la posición del objeto en el cielo, medido en sentido horario y en grados. Forma parte del Sistema de Coordenadas Horizontales, junto con la Elevación. A diferencia del Sistema de Coordenadas Ecuatoriales, la posición de un objeto en este sistema cambia con el tiempo, a medida que el objeto se eleva, cruza el cielo y se pone.

Binaria de rayos gamma: Sistema binario compuesto por una estrella y un objeto compacto que emite la mayor parte de su luz en el rango energético de los rayos gamma.

Binaria de rayos X: Sistema binario compuesto por una estrella y un objeto compacto que emite la mayor parte de su luz en el rango de los rayos X. Según la masa de la estrella, el sistema se puede clasificar como Binaria de rayos X de baja masa (LMXB, del inglés Low-Mass X-ray Binary) o Binaria de rayos X de alta masa (HMXB, del inglés High-Mass X-ray Binary).

Binaria de vientos en choque o Colliding-Wind Binary: Es un tipo de sistema binario formado por dos estrellas masivas (más masivas que el Sol) que emiten fuertes vientos estelares. Estos vientos interactúan y producen luz a diferentes energías, incluyendo rayos gamma.

Blazar: Es un tipo de núcleo de galaxia activa (AGN) cuyos jets (haces de partículas relativistas y luz) apuntan casi directamente hacia la Tierra.

Bremsstrahlung: Proceso físico por el cual una partícula con carga (como el electrón) emite luz al ser acelerada por un campo eléctrico.

Brote de rayos gamma o Gamma-Ray Burst (GRB): Son explosiones extremadamente energéticas y ¡las más brillantes de todo nuestro Universo! Según su duración, los GRBs se pueden clasificar como “cortos” (si su fase rápida inicial dura menos de un par de segundos) o “largos” (si dura más, hasta cientos o incluso miles de segundos). Se cree que los estallidos cortos se producen por la fusión de estrellas de neutrones, mientras que los largos se producen por explosiones de supernovas particularmente energéticas, a veces denominadas “hipernovas”.

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More Information

Campo de visión: Se refiere al área del cielo visible por un telescopio particular. Por ejemplo, el Small-Sized Telescope de CTAO tendrá un campo de visión de aproximadamente 9 grados, lo que significa que podrá observar un área circular en el cielo con un diámetro de 9 grados. En comparación, la Luna llena tiene un diámetro de medio grado vista desde la Tierra.

Campo eléctrico: Los campos eléctricos se producen por la presencia de partículas cargadas y crean una fuerza eléctrica – atracción o repulsión entre la materia con carga.

Campo electromagnético: Cuando se descubrieron por primera vez, se creía que los campos eléctricos y magnéticos estaban siempre separados, pero lo cierto es que ahora sabemos que estos campos están ligados y, por ello, nos referimos a un campo electromagnético. Se propaga como una onda, denominada onda o radiación electromagnética (que podemos ver en forma de luz).

Campo magnético: Distribución de la fuerza magnética – atracción o repulsión – de los objetos con la propiedad del magnetismo – en el espacio-tiempo. Un campo magnético es creado por el flujo de partículas cargadas.

¿Sabías que…?

Puedes encontrar más información sobre el campo eléctrico, el campo magnético y el campo electromagnético en estos vídeos de Khan Academy.

Campo magnético interestelar: Campo magnético que se extiende entre las estrellas de una galaxia.

Campo magnético intergaláctico: Campo magnético que se extiende entre galaxias.

Carga: Propiedad física de la materia, expresada a través de la fuerza (atracción o repulsión) que esta experimenta cuando se coloca en un campo electromagnético. Puede ser positiva (como la carga de los protones) o negativa (como la de los electrones). Las partículas con la misma carga se repelen, mientras que las partículas con carga opuesta se atraen.

¿Sabías que…?

Los rayos cósmicos (como los protones o electrones), al ser partículas cargadas, describen trayectorias aleatorias en su viaje por el espacio debido a los campos magnéticos interestelares e intergalácticos. Es por ello por lo que, observando directamente rayos cósmicos, los científicos no son capaces de identificar la fuente origen que los produjo. Para estudiar las fuentes origen, necesitamos observar mensajeros sin carga producidos en esas fuentes como resultado de las interacciones de los rayos cósmicos, como los neutrinos y, por supuesto, ¡los rayos gamma! No obstante, el estudio de rayos cósmicos puede aportar información muy importante, como la abundancia de este tipo de partículas en el Universo.

Cascada atmosférica extensa o Extensive Air Shower (EAS): Cascada de partículas originada por la interacción de un rayo cósmico o un rayo gamma con una molécula de la atmósfera de la Tierra. Cuando la cascada se genera por un rayo gamma se denomina cascada electromagnética.

Cascada de partículas: Producción en cadena de partículas iniciada por la interacción de un rayo cósmico o un rayo gamma con la molécula de un medio, como el aire o el agua, y que finaliza cuando las partículas llegan a una energía crítica a partir de la cual no pueden generar otras partículas. En el caso del aire, se usa como sinónimo de cascada atmosférica extensa o EAS.

Centro Galáctico: Se refiere al centro de nuestra Galaxia, la Vía Láctea, que alberga un agujero negro supermasivo llamado Sagittarius A* (Sgr A*).

Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO): El primer observatorio terrestre de rayos gamma abierto a la comunidad científica global y el instrumento más grande y sensible para la astronomía de rayos gamma a energías altas y muy altas en el rango de 20 GeV a 300 TeV. Estará compuesto por 64 telescopios repartidos en dos conjuntos: uno en el hemisferio norte (CTAO-Norte) y otro en el hemisferio sur (CTAO-Sur). Además, el CTAO contará con la sede central en Italia y el Centro de Gestión de Datos Científicos en Alemania. La sede de CTAO en Bolonia es la oficina central responsable de la administración general de las operaciones del Observatorio. El Centro de Gestión de Datos Científicos coordinará las operaciones científicas y pondrá los productos científicos de CTAO a disposición de la comunidad mundial.

CTAO Consortium: Grupo de cientos de científicos de diferentes países que apoyan el programa científico del Observatorio. El CTAC trabaja en estrecha colaboración con la Responsable Científica del CTAO en la definición y avance de los Key Science Projects (KSPs), que incluyen estudios del cielo y observaciones profundas de objetivos clave y están diseñados para abordar de manera eficiente las preguntas científicas de amplio alcance de los temas de estudio de CTAO.

CTAO-Norte: El conjunto del hemisferio norte del CTAO o CTAO-Norte está ubicado en la isla de La Palma en las Islas Canarias (España) en el Observatorio del Roque de los Muchachos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en Villa de Garafía. A 2.200 metros de altitud y ubicado en la ladera debajo del borde de un cráter volcánico extinto, el emplazamiento alberga actualmente un prototipo de uno de los telescopios de gran tamaño de CTAO, el LST-1. Además del conjunto de telescopios, el CTAO contará con un edificio de operaciones y dispositivos de calibración, así como una oficina a nivel del mar. La suma de estas instalaciones se conoce como la “Estación del Norte”.

CTAO-Sur: El conjunto del hemisferio sur de CTAO o CTAO-Sur está ubicado a menos de 10 km al sureste del Observatorio Paranal existente del Observatorio Europeo Austral (ESO) en el desierto de Atacama en Chile. El conjunto de telescopios junto con las instalaciones de apoyo ubicadas en Santiago, Chile, se conocen como la “Estación del Sur”.

Compton Inverso o Inverse Compton (IC): Proceso físico por el cual electrones relativistas (que se mueven casi a la velocidad de la luz) transfieren gran parte de su energía a fotones de baja energía, convirtiéndolos en rayos gamma.

Conjunción Inferior: Un sistema binario está en conjunción cuando ambos objetos que lo forman están alineados vistos desde la Tierra. La conjunción inferior se dice cuando uno de los objetos celestes (típicamente el objecto compacto, como un agujero negro) se encuentra por delante del otro según nuestra línea de visión.

Conjunción Superior: Un sistema binario está en conjunción cuando ambos objetos que lo forman están alineados vistos desde la Tierra. La conjunción superior se dice cuando uno de los objetos celestes (típicamente el objecto compacto, como un agujero negro) se encuentra por detrás del otro según nuestra línea de visión.

Cosmos: Sinónimo de Universo que típicamente se usa en astrofísica para referirse al Universo como un ente ordenado.

Crab Units (C.U.): Esta es una unidad de medida relacionada con la Nebulosa del Cangrejo, una de las fuentes de rayos gamma más luminosa y con la emisión más estable. Los astrofísicos miden el flujo de otras fuentes en el mismo rango de energía y dan su valor en función del flujo de la Nebulosa del Cangrejo (siendo el flujo de la Nebulosa del Cangrejo de 1 C.U.).

Cúmulo de galaxias: Grupo de cientos de galaxias que se mantiene unido por la gravedad.

Cúmulo globular: Grupo de estrellas muy denso con forma esférica que orbita una galaxia.

Curva de luz: Es una gráfica que representa el flujo de una fuente en función del tiempo. Muy útil para poder estudiar diferentes comportamientos a lo largo del tiempo, como las fulguraciones.

Declinación (Dec): Similar a la Latitud en la Tierra, esta es una de las coordenadas usadas para definir la posición de un objeto en el cielo. La declinación es el ángulo desde el plano del ecuador celeste hasta el objeto en el cielo: es positivo hacia el norte y negativo hacia el sur, y se mide en grados. Forma parte del Sistema de Coordenadas Ecuatorial, junto con la Ascensión Recta.

Desintegración de piones: Con el tiempo, los piones pueden usar su energía para crear partículas nuevas, lo que significa que se transforman (proceso llamado desintegración de partículas). Es un proceso físico importante en astronomía porque los piones cargados dan lugar a neutrinos (además de otras partículas), mientras que los piones neutros producen rayos gamma.

Detectores de agua Cherenkov: Instrumento usado para detectar rayos gamma y rayos cósmicos, cuya técnica se basa en detectar la luz Cherenkov producida cuando las partículas de muy alta energía de las cascadas de partículas atraviesan el agua de los tanques equipados con detectores electrónicos (como tubos fotomultiplicadores).

Disco de acreción: Flujo de materia atraído por la fuerza de gravedad de un objeto celeste y que se mueve a su alrededor debido al movimiento rotacional del propio objeto, creando así una forma de disco. Este flujo de materia puede detectarse a diferentes longitudes de onda y desempeña un papel clave en fuentes importantes para la astronomía de rayos gamma, como los microcuásares o los núcleos de galaxias activas (AGNs).

Distribución espectral de energía (SED, del inglés Spectrum Energy Distribution): Contribución relativa de cada longitud de onda al total de energía emitida por una fuente.

Electronvoltio (eV): Unidad de energía comúnmente utilizada en física de astropartículas. La luz visible tiene una energía de alrededor de 1 eV, pero los rayos gamma son mucho más energéticos. ¡Los rayos gamma que observará CTAO son entre mil millones (gigaelectronvoltios, GeV) y billones (cientos de teraelectronvoltios, TeV) de veces más energéticos que la luz visible!

Elevación: Coordenada usada para definir la posición de un objeto en el cielo tal y como lo vería una persona desde la Tierra, siendo la distancia angula vertical desde el horizonte hasta la posición del objeto en el cielo, medido en grados. Es parte del Sistema de Coordenadas Horizontales, junto con el Azimut. Al contrario que el Sistema de Coordenadas Ecuatoriales, la posición de un objeto en este sistema cambia con el tiempo, a medida que el objeto sale, cruza el cielo y se pone.

Enana blanca: Estado evolutivo final de una estrella, la cual no era lo suficientemente masiva como para morir en una explosión de supernova. Nuestro Sol probablemente terminará su vida como una enana blanca.

Energía: Propiedad que tienen todos los objetos del Universo y que puede ser entendida como la capacidad para realizar una actividad. Dependiendo de la propia actividad, la energía se puede dividir en diferentes tipos, por ejemplo: energía cinética (propiedad de los objetos en movimiento), energía rotacional (propiedad de los objetos que rotan) o energía térmica (propiedad de los objetos con temperatura por encima del cero absoluto). La energía se transfiere de un objeto a otro, a veces cambiando de tipo, porque la energía no puede crearse ni destruirse, solo se transforma o transfiere. Un ejemplo de esto es la energía eléctrica que se transforma en luz y calor cuando encendemos una bombilla.

ESCAPE: Alianza formada por varias infraestructuras de investigación y organizaciones de astronomía, astrofísica, física de partículas y nuclear, incluido el CTAO, para trabajar juntos en desafíos comunes para encontrar soluciones en las áreas de gestión de datos a gran escala, procesamiento y análisis de datos en apoyo de datos abiertos e investigación. ESCAPE es uno de los cinco grupos científicos que existen como parte de la Nube Europea de Ciencia Abierta (EOSC).

Espacio: Extensión existente entre los objetos del Universo. Aunque casi en su totalidad, ¡no está completamente vacío! Entre los cuerpos en el Cosmos hay rayos cósmicos, radiación electromagnética, campos magnéticos, etc.

Espectro electromagnético: Clasificación de la radiación electromagnética (de la luz) en función de su energía, frecuencia o longitud de onda. De menos a más energía, este espectro se expande desde las ondas de radio, microondas, luz infrarroja, luz visible, luz ultravioleta, rayos X y, finalmente, rayos gamma.

Estrella de neutrones: Estrella extremadamente pequeña y densa, formada tras la muerte de una estrella masiva (entre unas 10 y unas 25 veces más masiva que nuestro Sol) en una explosión de supernova.

Estrella variable cataclísmica: Es un tipo de sistema binario compuesto por una enana blanca y una estrella, que sufre aumentos repentinos de luminosidad.

¿Sabías que…?

La energía, frecuencia y longitud de onda de la luz están relacionadas las unas con las otras. La energía y la frecuencia son directamente proporcionales, es decir, cuanto mayor es la energía, mayor será también la frecuencia. Por el contrario, la longitud de onda es inversamente proporcional a estas dos características: la radiación electromagnética (luz) con mayor longitud de onda, es menos energética y tiene menor frecuencia. Los rayos gamma al tener una elevada energía, tienen una frecuencia alta y una longitud de onda corta. Como están ligadas las unas con las otras… ¡el espectro electromagnético se puede mostrar usando cualquiera de estas tres propiedades indistintamente!

Fermi: Satélite que observa rayos gamma de alta energía desde el espacio. Tiene dos detectores a bordo: el Large Area Telescope (LAT, que observa desde los 20 MeV a los 300 GeV) y el Gamma-ray Burst Monitor (GBM, entre ~10 keV y 25 MeV), que caza brotes de rayos gamma.

Flujo: Cantidad de luz que observamos de una fuente por unidad de tiempo y unidad de superficie – habitualmente se da por centímetro cuadrado por segundo.

Flujo diferencial: Cantidad de luz que llega a la Tierra por unidad de tiempo, área y energía.

Flujo integral: Cantidad de luz por unidad de tiempo y área integrada en un cierto rango energético.

Fotomultiplicadores de silicio (SiPM, del inglés Silicon Photomultiplier): Aparato que detecta la luz y la convierte en una señal eléctrica para analizarla. Una alternativa a los tubos fotomultiplicadores en algunas cámaras de CTAO.

Fotón: Partícula elemental que forma toda la radiación electromagnética (la luz).

Frecuencia: Número de repeticiones de una onda, como la luz o el sonido, por unidad de tiempo. Normalmente, sus unidades son los Hercios (Hz), donde un Hercio corresponde a una repetición por segundo. Cuanto más corta sea la longitud de onda de una onda, más alta será su frecuencia y más alta será su energía, con lo que los rayos gamma tienen frecuencias extremadamente altas.

Fuente constante (Steady source): Se refiere a un objeto celeste cuya emisión no varía significativamente con el tiempo.

Fulguración (Flare): Incremento repentino de la emisión de una fuente, habitualmente de muy corta duración (desde segundos a días).

Galaxia: Grupo de miles de millones de estrellas, planetas, polvo y diferentes objetos unidos por la fuerza de gravedad. Nuestra Galaxias es la Vía Láctea.

Galaxia enana esferoidal (dSph, del inglés Dwarf Spheroidal Galaxy): Es un tipo de pequeña galaxia con poca luminosidad. Se cree que estas galaxias contienen más materia oscura que materia “ordinaria”.

Gran Nube de Magallanes: Pequeña galaxia que orbita la Vía Láctea y que alberga importantes objetos para la astronomía de rayos gamma, así como regiones densas con nubes moleculares. Debido a su proximidad y contenido, es un objetivo muy interesante en la búsqueda de fuentes emisoras de rayos gamma de altas energías.

Gravedad: Fuerza fundamental que mantiene la materia unida a gran escala.

Hadrones: Partículas subatómicas (como protones y piones) formadas por partículas elementales, a las cuales le afecta la fuerza nuclear fuerte. En astronomía de rayos gamma, cuando los científicos hablan de “emisión de rayos gamma hadrónica”, se refieren a las emisiones producidas por la interacción de este tipo de partículas (como la interacción de protones o la desintegración de piones).

High Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC Observatory): Observatorio con 300 tanques de agua para la observación del cielo de rayos gamma de muy alta energía (entre 100 GeV y 100 TeV), localizado en México e inaugurado en 2015.

High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.): Conjunto de cinco telescopios Cherenkov situados en Namibia para el estudio de rayos gamma de muy alta energía (entre decenas de GeV y decenas de TeV) e inaugurado en 2002.

IceCube Neutrino Observatory: Observatorio de neutrinos localizado en la Antártida y formado por 5000 detectores situados bajo tierra dentro de un cubo de hielo de 1 km².

In-Kind Contributor o Contribuyente en Especie (IKC): Un equipo de Contribución en Especie (IKC) es aquel que provee bienes y servicios para el desarrollo y construcción de software y hardware del CTAO. De los muchos equipos de IKC involucrados en el Observatorio, destacan las tres colaboraciones de telescopios: LST Collaboration, MST Collaboration y SST Collaboration.

Instrument Response Function (IRF) o Función de Respuesta del Instrumento: Conjunto de características que definen el comportamiento de un instrumento, como un telescopio Cherenkov, y que deben considerarse durante el análisis de datos (una de ellas es, por ejemplo, el área de colección del instrumento).

Jet: Haz colimado de materia relativista (partículas que se mueven casi a la velocidad de la luz) y radiación electromagnética, típicamente asociado con el proceso de acreción y la creación de un disco de acreción alrededor del objeto celeste que emite dicho haz.

Large-Sized Telescope (LST): El LST es el mayor de los tres tipos de telescopios que formarán CTAO. Tiene un espejo de 23 metros de diámetro, correspondiente a un área reflectante de 400 metros cuadrados, formado por casi 200 segmentos de espejo. A pesar de medir 45 metros de alto y pesar casi 100 toneladas, es un telescopio extremadamente ágil capaz de reposicionarse y apuntar a cualquier parte del cielo en 20 segundos. Se instalarán cuatro LSTs en el centro del conjunto de CTAO-Norte. Los LSTs son ideales para cazar rayos gamma de la parte baja del rango energético de CTAO, siendo los responsables de la sensibilidad de CTAO entre 20 y 150 GeV.

Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO): Instrumento dedicado a la observación de ondas gravitacionales. Existen dos observatorios en Estados Unidos: LIGO Livingston Observatory (en Luisiana) y LIGO Hanford Observatory (en Washington).

Latitud galáctica (b): Coordenada usada para definir la posición de un objeto en nuestra Galaxia. Se mide en grados y es el ángulo desde el Centro Galáctico hasta la posición del objeto en el cielo, tomado en dirección este a lo largo del Plano Galáctico. Forma parte del Sistema de Coordenadas Galácticas, junto con la Longitud galáctica.

Leptones: Partículas elementales (como los electrones) que no se ven afectadas por la fuerza nuclear fuerte. En astronomía de rayos gamma, cuando los científicos hablan de “emisión de rayos gamma leptónica”, se refieren a las emisiones producidas por la interacción de este tipo de partículas.

Línea de visión: Línea recta entre el observador (por ejemplo, alguien en la Tierra) y lo que está observando (por ejemplo, la Nebulosa del Cangrejo en el cielo).

Longitud de onda: Distancia entre los picos de la onda de la luz – cuando mayor sea esa distancia, mayor es la longitud de onda y menor energía tiene la luz (por ejemplo, los rayos gamma tienen una longitud de onda muy corta).

Longitud galáctica (l): Coordenada usada para definir la posición de un objeto en nuestra Galaxia. Se mide en grados y es el ángulo desde el Plano Galáctico hasta el objeto en el cielo: es positivo hacia el norte y negativo hacia el sur. Forma parte del Sistema de Coordenadas Galácticas, junto con la Latitud galáctica.

Luminosidad: Característica intrínseca de un cuerpo celeste que representa la cantidad de energía por unidad de tiempo (por ejemplo, eV/segundo) que emite un objeto.

Luz: Fotones u ondas con cierta energía o frecuencia, sinónimo de radiación electromagnética. A veces este término se usa para describir solo a la “luz visible” y distinguirla así de otras radiaciones electromagnéticas de menor o mayor energía.

Luz Cherenkov: Luz azulada producida cuando las partículas se mueven más rápido que la luz en un medio, como el aire de la atmósfera, el vidrio o el agua. Como nada puede viajar más rápido que la luz en el vacío, la luz Cherenkov no se puede producir nunca en el vacío.

Luz de Fondo Extragaláctica (EBL, del inglés Extragalactic Background Light): Luz acumulada en nuestro Universo que proviene de diferentes objetos y que se expande por casi todas las energías. El EBL es importante en la astronomía de rayos gamma porque puede interactuar con los rayos gamma (en un proceso conocido como “producción de pares”), reduciendo la cantidad de rayos gamma que llegan a la Tierra, especialmente los de más alta energía.

Luz infrarroja: Tipo de luz dentro del espectro electromagnético que tiene menos energía que la luz visible. Casi toda la radiación emitida por cuerpo a temperatura ambiente (~27 °C) se encuentra dentro del rango infrarrojo, ¡incluyendo los cuerpos humanos! Se puede subclasificar en infrarrojo cercano (NIR, del inglés Near Infrared) e infrarrojo lejano (FIR, del inglés Far Infrared).

Luz visible: Se refiere a la luz que podemos ver con nuestros ojos.

Magnetismo: Propiedad intrínseca de algunos objetos que se expresa mediante su interacción con los campos magnéticos, que puede incluso cambiar la dirección de su movimiento. Esta propiedad hace que los objetos actúen como “imanes”.

Magnetosfera: Región alrededor de un cuerpo celeste dominada por su campo magnético.

Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC): Sistema de dos telescopios Cherenkov situados en La Palma (España) para el estudio de rayos gamma de muy alta energía (~ 30 GeV hasta 100 TeV) y que fue inaugurado en 2003.

Materia oscura: Se estima que el 85% del Universo está compuesto por un tipo de materia desconocida. Sabemos de su existencia por los efectos gravitacionales que produce a su alrededor (por ejemplo, por la manera en la que se mueven las estrellas en las galaxias – cuyo movimiento sería diferente si no existiese materia oscura), pero todavía desconocemos su naturaleza. Existen algunas teorías como, por ejemplo, los WIMPs.

Medio circunestelar: Materia, como gas y polvo, que orbita alrededor de una estrella.

Medio interestelar (ISM, del inglés Interstellar Medium): Toda la materia y luz que se encuentra entre las estrellas de una galaxia.

Medium-Sized Telescope (MST): El MST es el segundo telescopio más grande de los tres tipos que formarán el CTAO. Su espejo tiene un diámetro de ~12 metros y pesa alrededor de 80 toneladas. Una de sus características es el amplio campo de visión (~8 grados), que permitirá realizar barridos del cielo rápidamente. Nueve MSTs formarán parte de CTAO-Norte y 14 de CTAO-Sur. Los MSTs son ideales para observar rayos gamma en el rango energético intermedio de CTAO, siendo responsables de la sensibilidad de CTAO entre los 150 GeV y los 5 TeV.

Memorando de Entendimiento (MDE o MoU, del inglés Memorandum of Understanding): Acuerdo entre diferentes partes que incluye una línea de acción común. También puede incluir los derechos, requisitos y responsabilidades de cada parte.

Microcuásar: Sistema compuesto por una estrella y un agujero negro o estrella de neutrones. El objeto compacto devora la materia de la estrella y, en ciertos estados del sistema, ¡produce haces (jets) de luz y partículas moviéndose casi a la velocidad de la luz!

¿Sabías que…?

Uno de los microcuásares más famosos es Cygnus X-1, por el cual Stephen Hawking perdió una apuesta contra Kip Thorne. ¿Conoces la historia?

Microondas: Radiación electromagnética de baja energía (justo por encima de las ondas de radio). Se usa ampliamente en la tecnología moderna, por ejemplo, ¡para calentar nuestros alimentos!

Monte Carlo: Simulaciones de rayos gamma o rayos cósmicos, extremadamente importantes en la astronomía de rayos gamma. Las simulaciones de Monte Carlo se necesitan para analizar los datos tomados por los telescopios (como los telescopios Cherenkov usados por CTAO), y describen el desarrollo de cascadas de partículas simuladas iniciadas por rayos gamma o cósmicos en nuestra atmósfera, así como la respuesta de los telescopios a dichas cascadas (para lo cual es necesario conocer la Función de Respuesta del Instrumento, IRF). Reciben su nombre del casino Monte Carlo en Mónaco, ya que realizar simulaciones de Monte Carlo es como tirar los dados muchas, muchas veces en un juego de azar.

Neutrino: Partícula elemental sin carga que interacciona de manera muy débil con la materia, haciendo que sea muy difícil (¡pero no imposible!) detectarla.

Night Sky Background (NSB) o Luz de fondo nocturna: Luz proveniente de las estrellas, de la luminiscencia nocturna (airglow), de la luz polar y zodiacal, y de luces artificiales que impregnan el cielo nocturno y que pueden afectar a las observaciones astronómicas.

Nivel de Confianza (C.L., del inglés Confidence Level): Se refiere a la probabilidad de que un parámetro particular caiga dentro de un cierto rango – en otras palabras, cuán confiados estamos sobre un resultado que estamos dando. En astronomía, se usa típicamente un C.L. del 95% en parámetros como, por ejemplo, los límites superiores al flujo de rayos gamma (échale un ojo a la definición de Upper Limit).

Nova: Incremento repentino (a lo largo de varios días) de la luminosidad producida por un sistema binario formado por una enana blanca y una estrella normal. Estos incrementos pueden ser recurrentes, al contrario que las explosiones de supernova que suceden solo una vez y llevan a la muerte de la estrella.

Núcleo Activo de Galaxia (AGN, del inglés Active Galactic Nucleus): Se refiere a los centros de algunas galaxias que contienen agujeros negros supermasivos (¡decenas de miles de millones de veces más masivos que nuestro Sol!) que atraen y devoran todo el material circundante, formando un disco de acreción y volviéndose muy luminosos. ¡Algunos AGNs muestran dos chorros de partículas que se mueven casi a la velocidad de la luz!

AGN donde se ve uno de los haces relativistas que se expulsa desde la vecindad del agujero negro supermasivo, así como el disco de acreción que se forma y gira alrededor del agujero negro. Crédito: CTAO, animación “La Ciencia de CTAO”.

Objeto Compacto: Nombre colectivo para las enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros, otorgado por ser los objetos más densos del Universo. Todos ellos se crean tras la muerte de una estrella.

Ondas de radio: La radiación de más baja energía. Se usa típicamente en comunicación.

Ondas gravitacionales: Perturbaciones u “ondas” en el espacio-tiempo producidas por eventos extremadamente poderosos, como la fusión de dos agujeros negros. Las ondas gravitacionales se propagan a través del espacio-tiempo, como las ondas producidas cuando una gota de agua cae en un charco, a la velocidad de la luz

Pársec (pc): Unidad de longitud típicamente usada en astronomía para describir grandes distancias. Un pársec equivale a 3.26 años luz, esto es, ¡30 billones de km!

Periastro: En un sistema binario, se refiere al punto de la órbita elíptica que describen ambos objetos en el cual existe menor separación entre ellos.

PeVatron: Se refiere a una fuente cósmica capaz de acelerar partículas a energías de al menos PeV (Petaelectronvoltios, 10¹⁵ eV). De este tipo de fuentes se espera emisión de rayos gamma con energías del orden de 100 TeV o superior, producida por la interacción de esas partículas tan energéticas.

Pion: Es un tipo de partícula subatómica. Hay tres tipos de piones según su carga: piones positivos (π ⁺), negativos (π ⁻) o neutros (π ⁰).

Plano Galáctico: Es la región en donde se concentra la mayor parte de la materia en nuestra Galaxia, la cual está formada por una región central esférica rodeada de un disco de materia que contiene los “brazos” espirales.

Nuestra Galaxia, la Vía Láctea, vista desde diferentes perspectivas. Crédito: ESO, S. Brunier (imagen) / NASA (ilustración artística superior)

Plerión o Nebulosa de viento de púlsar (PWN, del inglés Pulsar Wind Nebula): Objeto astrofísico producido cuando las partículas del viento del púlsar interactúan con el medio interestelar. Esta interacción produce radiación, que llega a energías de rayos gamma.

Point Spread Function (PSF) o Función de Dispersión de Punto: Radio del círculo que contiene un cierto porcentaje de la luz emitida por una fuente puntual tal y como la ve un instrumento. En astronomía de muy altas energías, si lees que un cierto telescopio Cherenkov tiene una PSF de, por ejemplo, 0.10 grados por encima de una energía, quiere decir que la mayor parte de los rayos gamma (normalmente se usa el 68% o el 95%) provenientes de una fuente puntual a esas energías, se recolectará en una región del cielo con un radio de 0.10 grados. Es decir, la PSF se usa para describir la resolución angular del telescopio: una fuente puntual no se tiene que ver estrictamente como un punto, sino que se ve como un “borrón” de radio igual a la PSF (ningún objeto con una extensión inferior a la PSF podrá ser resuelto por el instrumento).

¿Sabías que…?

Cuanto más pequeña sea la PSF de un instrumento, mejor. Esto se debe a que con una PSF más pequeña, un instrumento es capaz de captar detalles más pequeños y nítidos del cielo, es decir… ¡más información!

Positrón: Antipartícula del electrón, lo que significa que tiene sus mismas características, pero carga opuesta (en este caso, carga positiva).

Producción de pares: Proceso físico por el cual un fotón de alta energía (como un rayo gamma) interactúa con otro de baja energía (como un fotón infrarrojo) dando lugar a un electrón y un positrón. En astronomía de rayos gamma de muy alta energía, decimos que este proceso es el responsable de la “absorción de rayos gamma”, puesto que básicamente disminuye el número de rayos gamma de muy alta energía que llegan a la Tierra.

Protón: Partícula subatómica con carga positiva.

Proyecto de Ciencia Clave o Key Science Project: Programa de observación de especial importancia debido a los excelentes resultados científicos esperados.

Púlsar: Estrella de neutrones que rota extremadamente rápida y con un fuerte campo magnético. Emite dos haces de luz que se pueden detectar desde el rango de radio hasta incluso los rayos gamma. Sin embargo, funciona como un faro cósmico – ¡solo es visible cuando estos haces pasan a través de nuestra línea de visión!

Quasar o Cuásar: Tipo de núcleo activo de galaxia (AGN) extremadamente luminoso, cuyos jets (chorros de partículas y luz) no apuntan directamente hacia nosotros.

Radiación de Fondo de Microondas (CMB, del inglés Cosmic Microwave Background): Restos de la radiación producida en el Big Bang que llena todo el espacio con energías en el rango de las microondas.

Radiación electromagnética o radiación: Emisión de energía en forma de ondas o partículas (fotones), que se propagan en el espacio o interactúan con la materia. Dependiendo de la frecuencia o energía de la radiación, puede denominarse radio, microondas, infrarrojo, visible, ultravioleta, rayos X o rayos gamma. Cotidianamente, denominamos luz a la radiación electromagnética – aunque a veces este término se reserva para hablar solo de la luz visible.

Rayos cósmicos: Partículas energéticas que llegan desde el espacio, fuera de nuestra atmósfera. A pesar de su nombre, no son rayos, sino partículas: el 99% de los rayos cósmicos son protones y núcleos de Helio, mientras que el restante 1% son electrones, positrones, núcleos más pesados, etc.

Rayos gamma: ¡La luz más energética del Universo! Los rayos gamma se producen en los eventos más extremos, como explosiones de estrellas, debido a la aceleración de partículas cósmicas o su interacción con el medio que las rodea. Los rayos gamma cubren un amplio rango de energía, desde ~1 MeV hasta un límite superior no bien definido. Se pueden clasificar acorde a su energía (ver tabla a continuación). De momento, solo se han detectado rayos gamma de los tres primeros rangos, pero los científicos esperan ver rayos gamma de energías mayores a los cientos de TeV, teniendo en cuenta las energías conocidas de las partículas cósmicas. Puesto que los rayos gamma cubren un rango de energía muy grande – mayor que el rango entre las microondas y los rayos X, por ejemplo -, necesitamos usar diferentes técnicas de observación a diferentes energías. Típicamente se usan tres tipos de instrumentos para cubrir los rangos de alta (HE) y muy alta (VHE) energía: satélites (para energías entre los MeV y GeV), telescopios Cherenkov (para energías entre GeV y TeV) y detectores de agua Cherenkov (para energías superiores a cientos de GeV). La atmósfera de la Tierra previene que los rayos gamma lleguen al suelo, por lo que los dos últimos tipos de instrumentos realizan observaciones de rayos gamma indirectas. En el caso de los telescopios Cherenkov, la información de los rayos gamma se obtiene a partir de la detección de la luz Cherenkov producida en las cascadas atmosféricas extensas. Cabe destacar que el CTAO, gracias a sus tres tipos de telescopios Cherenkov (LST, MST y SST), observará un rango de energía sin precedentes y con una precisión nunca antes alcanzada, desde los 20 GeV hasta los 300 TeV, abriendo una ventana nueva al Universo más extremo.

Clasificación de los rayos gamma según su rango de energía. Los rangos energéticos son aproximados y pueden diferir de una publicación a otra. Las siglas corresponden al nombre del rango en inglés, utilizadas incluso en textos en español: LE – low energy, HE – high energy, VHE – very high energy, UHE – ultrahigh energy, and EHE – extremely high energy

Rayos X: Radiación electromagnética que, acorde a su energía, precede a los rayos gamma en el espectro electromagnético. En nuestro día a día, los rayos X se usan en las radiografías médicas y en los escáneres de seguridad de los aeropuertos.

Readout o Electrónica de lectura: Electrónica responsable de guardar los datos de un telescopio Cherenkov (¡después de que el trigger lo diga!).

Región de formación estelar (Star-forming region): Regiones densas del Universo con nubes moleculares donde es probable que se formen estrellas.

Región de interés o Region of Interest (RoI): En astronomía, se refiere a una región del cielo o de una imagen en la cual los científicos se quieren centrar porque es importante por la física que se puede estudiar.

Relativista: Se refiere a algo que se mueve a velocidades próximas a la de la luz.

Remanente de supernova (SNR, del inglés Supernova Remnant): Objeto astrofísico creado por la interacción del material expulsado en una explosión de supernova con el medio interestelar. Esta interacción da lugar a luz de diferentes energías, llegando a los rayos gamma. Son fuentes muy importantes en astrofísica de altas energías, pues se cree que las SNRs pueden acelerar partículas hasta energías de PeV en nuestra Galaxias, es decir, que son PeVatrones.

Satélite: Instrumento en órbita que se usa con diferentes propósitos, tales como las observaciones de la Tierra o del espacio exterior, comunicación y navegación, etc. Los satélites para observar el espacio exterior se denominan también satélites espaciales u observatorios espaciales.

Sensibilidad: Mínima cantidad de flujo (cantidad de luz) que un instrumento puede detectar de manera fiable. Su valor depende del rango energético, con lo que los instrumentos pueden presentar valores de sensibilidad diferentes para cada rango de energía, lo cual se representa en una “curva de sensibilidad”.

¿Sabías que…?

¡Cuanto menor sea la sensibilidad de un instrumento, mejor será este! Por ejemplo, si tenemos dos instrumentos, uno con una sensibilidad de 0.6 C.U. (échale un ojo a la definición de Crab Units) y otro con una sensibilidad del 0.4 C.U. en un cierto rango de energía, significa que el primero será capaz de detectar fuentes cuyo flujo esté por encima de 0.6 C.U., mientras que el segundo es capaz de detectar fuentes que tengan un flujo por encima de 0.4 C.U. En otras palabras, el segundo instrumento podrá detectar fuentes más débiles, lo cual es definitivamente mejor.

Sincrotrón: Proceso físico por el cual una partícula cargada (como un electrón) que se mueve a velocidades relativistas emite luz debido a la presencia de un campo magnético.

Sistema binario: Asociación de dos objetos celestes atraídos mutuamente por la gravedad y que orbitan conjuntamente un punto común. Puede estar formado por una estrella y un objeto compacto (como un agujero negro o una estrella de neutrones), dos objetos compactos o por dos estrellas.

SKAO: El Square Kilometre Array Observatory (SKAO) es una instalación de Big Data impulsada por radioastronomía de próxima generación que revolucionará la comprensión del Universo en las longitudes de onda de radio.

Small-Sized Telescope (SST): El SST es el telescopio más pequeño de los que formarán CTAO, con un espejo de ~4 metros de diámetro. Su estructura cuenta con dos espejos (uno primario y segmentado, y uno secundario monolítico) y usa una cámara de fotomultiplicadores de silicio. Se espera construir 37 SSTs solo en CTAO-Sur. Los SSTs son ideales para observar los rayos gamma de la parte alta del rango energético de CTAO, siendo los responsables de la sensibilidad de CTAO entre 5 y 300 TeV.

Supernova: Explosión poderosa que sucede con la muerte de una estrella masiva. Uno de los eventos más energéticos del Universo – ¡en un solo momento puede emitir más energía que la emitida por nuestro Sol en toda su vida!

Synchrotron Self Compton (SSC): Proceso físico por el cual se produce radiación electromagnética a través del efecto Compton Inverso pero donde el fotón de baja energía que choca con el electrón fue inicialmente emitido por el proceso sincrotrón por parte de la misma población de electrones.

Target of Opportunity (ToO) u Objetivo de oportunidad: Cuando un objeto celeste se vuelve extremadamente interesante (por ejemplo, por emitir fulguraciones extremas), los astrónomos lo declaran un “Target of Opportunity”. Esto suele afectar al programa de observación: otras fuentes previstas para la observación se pueden eliminar o postponer del programa para que los telescopios puedan concentrarse en este objetivo, cuyo estado excepcional no suele durar mucho tiempo.

Telescopio Cherenkov: Instrumento usado desde la Tierra para observar rayos gamma de manera indirecta. El telescopio detecta la luz Cherenkov, producida por la interacción del rayo gamma con la atmósfera terrestre. Esta luz es después utilizada para obtener información sobre el rayo gamma que la produjo, como su dirección de origen o energía. Esta es la técnica utlizada por el CTAO.

Tiempo efectivo: Tiempo total que se observa una fuente y que da lugar a datos útiles (por ejemplo, el tiempo total tras eliminar los datos tomados bajo condiciones meteorológicas no óptimas). No debe confundirse con Tiempo de observación.

Tiempo observacional o Tiempo de observación: Tiempo total que se observa un cuerpo celeste con un instrumento, antes de realizar cualquier filtro en los datos (que podría reducir dicho tiempo) durante el análisis.

Transitorio: Se dice de un evento del Cosmos con duración limitada (segundos, días, semanas, etc).

Trigger o Electrónica de aceptación de eventos: Electrónica dentro de los telescopios Cherenkov que evalúa la luz que llega, típicamente para diferenciarla entre la luz Cherenkov producida por un rayo gamma que nos interesa y emisiones que queremos descartar (como las producidas por rayos cósmicos, luz de fondo nocturna, etc), y decide si debe ser almacenada.

Tubo fotomultiplicador (PMT, del inglés Photomultiplier Tube): Aparato electrónico que transforma la luz en pulsos eléctricos que pueden ser analizados. Se usan en muchas cámaras de telescopios Cherenkov.

Ultravioleta (UV): Radiación o luz más energética que la luz visible. El Sol es nuestra mayor fuente de luz UV.

Upper limit (U.L.) o Límite Superior: En astronomía de altas energías, se refiere típicamente a un valor máximo en el flujo de rayos gamma que se calcula cuando no se detecta una fuente. Sabemos que dicha fuente no puede emitir una cantidad de rayos gamma por encima de este límite superior que calculamos o de lo contrario nuestro instrumento la habría detectado. Se suele indicar a un nivel de confianza del 95% (típicamente se escribe 95% C.L., del inglés Confidence Level), esto es, en el 95% de los casos la emisión hipotética de rayos gamma de la fuente estará por debajo del U.L.

Vacíos cósmicos: La gran parte de la masa en el espacio se encuentra agrupada, por ejemplo, en forma de galaxias o cúmulos de galaxias. A las escalas más grandes del Universo, estos agrupamientos forman filamentos como los hilos de una telaraña o las burbujas del jabón. Los vacíos cósmicos se refieren al vasto espacio que existe entre estos filamentos.

Variabilidad: Se refiere a la propiedad de algunos objetos astrofísicos cuya emisión de radiación fluctúa a ciertas escalas temporales. La variabilidad puede tener una modulación previsible (si la podemos predecir porque se produce de manera constante a lo largo del tiempo) o imprevisible (cuando no podemos predecir el aumento o disminución de la emisión). Se dice entonces que el objeto posee una vaiabilidad periódica o no, respectivamente.

¿Sabías que…?

Los sistemas binarios pueden mostrar diferentes tipos de variabilidad, como la variabilidad orbital: una modulación previsible en la emisión de rayos gamma que se produce por el cambio de posición de los objetos a lo largo de la órbita. Por ejemplo, dada nuestra línea de visión, la estrella puede eclipsar al objeto compacto (de cuya vecindad se emiten rayos gamma) reduciendo así los rayos gamma que nos llegan a la Tierra. En otros casos, la colisión de las emisiones de ambos objetos se intensifica en su punto orbital más cercano, dando lugar a un aumento del flujo de rayos gamma.

Velocidad de la luz (c): Se refiere típicamente a la velocidad de la luz en el vacío, que es la velocidad más alta que existe en el Universo: ¡~300,000 km/s! Nada puede viajar más rápido que la luz en el vacío, pero en otros medios materiales (como el aire, el vidrio o el agua), la luz se ralentiza y partículas muy energéticas pueden superar su velocidad en dicho medio – es lo que da lugar a la luz Cherenkov. La velocidad de la luz en el vacío se indica habitualmente con la letra c y la velocidad de las partículas se puede dar en función de esta (por ejemplo, 0.95c equivale al 95% la velocidad de la luz).

Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS): Conjunto de cuatro telescopios Cherenkov situados en Arizona (EE.UU.) para el estudio de rayos gamma de muy alta energía (entre los 100 GeV y los 10 TeV) y que fue inaugurado en 2005.

Viento del púlsar: Flujo de partículas emitido hacia el espacio por los púlsares (¡no debe confundirse con sus haces de luz!).

Viento estelar: Flujo de materia emitido desde la atmósfera de una estrella.

Violación de la Invariancia de Lorentz (LIV, del inglés Lorentz Invariance Violation): La llamada Invariancia de Lorentz nos dice que las leyes de la física son invariantes bajo transformaciones entre dos sistemas de coordenadas que se mueven a velocidad constante. En otras palabras, dos personas en circunstancias diferentes, moviéndose a la misma velocidad la una con respecto a la otra, observarán que las leyes de la física actúan de igual forma. Este concepto está relacionado con la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein y es uno de los principios de la física moderna… pero, ¿podría este principio ser violado? Algunas teorías predicen que los fotones se podrían dispersar de manera diferente en el espacio según su energía, lo cual implicaría una LIV. Para poder poner a prueba estas ideas, se deben observar fuentes cósmicas muy específicas, ¡lo cual planea hacer el CTAO!

VIRGO: Instrumento para la detección de ondas gravitacionales, situado en Pisa (Italia) e inaugurado en 2003.

Weakly Interacting Massive Particles (WIMP) o Partículas Masivas Débilmente Interactuantes: Partículas hipotéticas de las cuales podría estar formada la materia oscura. El modelo WIMP ha sido sin duda el preferido y más estudiado por gran parte de la comunidad astronómica dedicada a la materia oscura, pues sus propiedades consiguen explicar de forma “natural” todo el contenido de materia oscura en el Universo. Esto es lo que se conoce como el “milagro WIMP”. Los WIMPs tienen la peculiaridad de que son sus propias antipartículas, de forma que cuando dos WIMPs se encuentras se aniquilan, dando lugar a partículas conocidas que a su vez se aniquilan en rayos gamma. ¡Esto permite buscar WIMPs con telescopios Cherenkov como el CTAO!

Zenit o cénit: Punto imaginario en el cielo verticalmente por encima de una determinada ubicación, por ejemplo, por encima de nuestros telescopios.