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Astronomia - Espacio Profundo
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AlbertR

Red de Telescopios Cherenkov (CTA)

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AlbertR

Los avances en la comprensión del Universo no solo se dan estudiando el espectro visible que es accesible a los telescopios ópticos, hay que explorar todo el espectro electromagnético. En España tenemos la suerte de disfrutar de algunos de los mejores Observatorios Astronómicos del mundo. Si actualmente disponemos del mayor telescopio óptico del mundo, el Gran Telescopio de Canarias, la semana pasada, el 10/10/2018, nuestro Ministro-Astronauta Pedro Duque con la presencia del Premio Nobel de Física 2015 Takaaki Kajita, (por el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos), ha inaugurado uno de los mayores Telescopios de Rayos Gamma por Efecto Cherenkov del mundo, el Large-Sized Telescope (LST-1) con un espejo parabólico segmentado de 23 metros de diámetro, (400 m2 de superficie reflectora):

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¿Qué es un telescopio de rayos gamma de efecto Cherenkov? Brevemente, cuando fotones gamma de muy alta energía o partículas cargadas, (como protones), que forman los rayos cósmicos, penetran en la atmósfera terrestre e interactúan con ella producen una cascada de partículas que viaja hacia la superficie terrestre a velocidades superiores a las de la luz en el aire. Las partículas cargadas eléctricamente en su camino hacia la superficie terrestre polarizan asimétricamente las moléculas de oxígeno y nitrógeno, las cuales al despolarizarse espontáneamente, producen la luz azulada conocida como "luz Cherenkov" Esta luz es la que detecta el Telescopio de Efecto Cherenkov.

 

En España, en la isla de La Palma hay instalados 2 potentes telescopios de efecto Cherenkov, MAGIC-I que observa desde 2004 y MAGIC-II que funciona desde 2009, ambos con un espejo segmentado de 17 m de diámetro cada uno, (234 m2 de superficie cada uno)

Los MAGIC tienen una sensibilidad de detección de 30 GeV – 100 TeV. Pues bien, apoyándose en la experiencia de los MAGIC, -además de otros instrumentos como High Energy Stereoscopic System (HESS) o Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS)-, se ha instalado el nuevo LST en El Roque de los Muchachos junto a los dos MAGIC. La idea es que sean precisamente los MAGIC los que sirvan de guía al nuevo LST-1 en la fase de puesta en marcha y verificación técnica de este nuevo LST más potente que ellos, del que se espera que su sensibilidad de detección sea a partir de 20 GeV. Aunque el LST-1 tiene una altura de 45 metros y pesa alrededor de 100 toneladas, es extremadamente ágil, con la capacidad de reposicionar en 20 segundos para capturar señales de rayos gamma breves y de baja energía.

 

El nuevo LST-1 es el primer componente de Cherenkov Telescope Array (CTA), un conjunto de 100 telescopios previstos de aquí a 2025 para cubrir el rango 20 GeV – 300 TeV, que además de LST, se necesitarán otros dos tipos de telescopios para cubrir el rango total de energía de CTA: los Medium-Sized Telescopes o MST (Telescopios Medianos) y los Small-Sized Telescopes o SST (Telescopios Pequeños). Dado que los rayos gamma de baja energía producen poca cantidad de luz Cherenkov, es necesario usar telescopios con grandes espejos para capturar las imágenes que producen. Se colocarán cuatro LST  en el centro de cada emplazamiento del hemisferio norte y sur del Observatorio para cubrir la sensibilidad a bajas energías de CTA, entre 20 y 150 GeV.

  • En CTA norte, (isla de La Palma en España) habrá 4 LSE de 23 m de diámetro cada uno y 15 MST de 12 m de diámetro cada uno.
  • En CTA sur, (desierto de Atacama, Chile) habrá 4 LSE de 23 m de diámetro cada uno, 25 MST de 12 m de diam. cada uno y más de una cincuentena de SST de 4 m de diám. cada uno.

En este vídeo se ve como quedará el sistema completo Cherenkov Telescope Array (CTA) cuando finalice su construcción en 2025:

 

 

Muy buena información a nivel divulgación en castellano en La exploración del Universo en altas energías, CTA

 

 

Saludos.

 

 

 

 

 

Edited by AlbertR
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AlbertR
On 13/10/2018 at 19:01, AlbertR dijo:
  • En CTA norte, (isla de La Palma en España) habrá 4 LSE de 23 m de diámetro cada uno y 15 MST de 12 m de diámetro cada uno.
  • En CTA sur, (desierto de Atacama, Chile) habrá 4 LSE de 23 m de diámetro cada uno, 25 MST de 12 m de diam. cada uno y más de una cincuentena de SST de 4 m de diám. cada uno.

 

El pasado 19 de diciembre de 2018, Federico Ferrini, Director del CTAO (Observatorio Cherenkov Telescope Array), se reunió con el Director General de ESO, Xavier Barcons, en las oficinas de ESO en Santiago (Chile). Junto con el Director de Operaciones de ESO, Andreas Kaufer, y otros miembros del personal de ESO, se firmó el acuerdo para la construcción y operaciones del conjunto sur de CTA dentro de las instalaciones de Paranal de ESO, en el norte de Chile.

Xavier Barcons: “La amplia experiencia de ESO en el mantenimiento y operaciones de conjuntos de telescopios en zonas remotas será muy valiosa para el proyecto CTA”.


La ubicación austral del CTA (Cherenkov Telescope Array) está a tan solo 11 kilómetros al sudeste de la ubicación del VLT (Very Large Telescope), en el Observatorio Paranal de ESO, en el desierto de Atacama, y a solo 16 kilómetros del lugar de construcción del próximo ELT (Extremely Large Telescope). Esta es una de las regiones más secas y aisladas en la tierra, un paraíso astronómico. Además de las condiciones ideales para la observación durante todo el año, instalar el CTA en el Observatorio Paranal le proporciona las ventajas de poder aprovechar la infraestructura de ESO. Tanto las infraestructuras y servicios existentes como la amplia experiencia de ESO encabezando proyectos astronómicos internacionales en Chile, serán un respaldo para la construcción y operación del nuevo conjunto de telescopio.

 

“Gracias a los acuerdos firmados, el CTAO no solo se beneficiará del espectacular cielo nocturno de Chile, sino también de las instalaciones y de la dilatada experiencia de ESO, que será una valiosa contribución a la realización de este ambicioso sistema de telescopios”, afirma Federico Ferrini. “La colaboración entre ESO y el CTAO servirá como piedra angular en esta época de rápido crecimiento de la astrofísica multimensajero, proporcionando una oportunidad para establecer más colaboraciones con otras grandes infraestructuras, como ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array), SKA (Square Kilometre Array) y los interferómetros de ondas gravitacionales de tecnología punta (LIGO-VIRGO)”.

 

El alcance científico de CTA es muy amplio: desde entender el papel de las partículas cósmicas relativistas hasta la búsqueda de materia oscura. CTA explorará el universo extremo, sondeando entornos que van desde las inmediaciones de los agujeros negros a los vacíos cósmicos en las escalas más grandes. Incluso puede llevarnos a una nueva física que estudie la naturaleza de la materia y las fuerzas más allá del modelo estándar.

 

Más de 1400 científicos e ingenieros de países de los cinco continentes participan en el desarrollo científico y técnico del CTA. Los socios de la entidad jurídica actual — CTAO gGmbH – son los representantes de los ministerios y organismos de financiación de Alemania, Australia, Austria, Eslovenia, España, Francia, Italia, Japón, Países Bajos, Reino Unido, República Checa, Sudáfrica y Suiza.

 

 

Saludos,

 

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urugabo
On 13/10/2018 at 14:01, AlbertR dijo:

¿Qué es un telescopio de rayos gamma de efecto Cherenkov? Brevemente, cuando fotones gamma de muy alta energía o partículas cargadas, (como protones), que forman los rayos cósmicos, penetran en la atmósfera terrestre e interactúan con ella producen una cascada de partículas que viaja hacia la superficie terrestre a velocidades superiores a las de la luz en el aire.

 

Hola, esto está mal, no? 

La velocidad de la luz no fija un límite máximo, sin importar el medio?

O no es así?

 

 

 

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AlbertR
hace 8 minutos, urugabo dijo:

 

Hola, esto está mal, no? 

La velocidad de la luz no fija un límite máximo, sin importar el medio?

O no es así?

 

"La radiación de Cherenkov (también escrito Cerenkov o Čerenkov) es una radiación de tipo electromagnético producida por el paso de partículas cargadas eléctricamente en un determinado medio a velocidades superiores a la velocidad de fase de la luz en ese medio. La velocidad de la luz depende del medio, y alcanza su valor máximo en el vacío. El valor de la velocidad de la luz en el vacío no puede superarse, pero sí en un medio en el que esta es forzosamente inferior"

 

Fuente: Radiación de Cherenkov

 

Puede interesarte: Encendido y apagado de un reactor nuclear

 

Saludos.

Edited by AlbertR

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urugabo

Gracias. No sabía eso.

 

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danr19

Hola. Tuve la oportunidad de ver los telescopios Cherenkov de La Palma
Aparte de su funcionalidad, son muy bonitos estéticamente.
Hay varias fotos conocidas reflejando el cielo de noche.
 

Magic II Ø 1700 cm.jpg


Saludos,
Daniel

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c4r4j0

La velocidad de fase de la luz no es la velocidad de la luz... 
Se puede ver en la wikipedia qué es cada cosa.

Saludos!

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danr19

Perdón 
Justo en el APOD de hoy publicaron un timelapse de los Cherenkov de Namibia, que son monstruosos

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juanca

Extraordinario post y sus respuestas. Gracias EP. Que sería de mi vida sin esta página.

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AlbertR

Hoy acabo de enterarme de una nueva aplicación muy curiosa de los Telescopios de Efecto Cherenkov que me ha sorprendido, medir el diámetro de estrellas lejanas mediante ocultaciones por asteroides:

 

El tamaño angular de una estrella es un factor crítico para determinar sus propiedades básicas. La medición directa de los diámetros angulares estelares es difícil: a distancias interestelares, las estrellas son generalmente demasiado pequeñas para ser resueltas por cualquier telescopio óptico individual.
Esta limitación fundamental se puede superar estudiando el patrón de difracción en la sombra proyectada cuando un asteroide oculta una estrella, pero solo cuando la incertidumbre fotométrica es menor que el ruido agregado por el centelleo atmosférico.
Los telescopios Cherenkov atmosféricos utilizados para la observación de partículas astrofísicas no se han explotado generalmente para la astronomía óptica debido a la calidad óptica modesta de la superficie de sus espejos. Sin embargo, su gran área de espejo los hace muy adecuados para tales mediciones de fotometría de precisión de alta resolución.
Aquí mostramos dos ocultaciones de estrellas observadas por los cuatro telescopios
 VERITAS Cherenkov con muestreo de milisegundos, desde donde podemos proporcionar una medida directa del diámetro angular de las estrellas ocultadas en la escala de ≤ 0,1 miliarcosegundos. Esta es una resolución nunca antes alcanzada con mediciones ópticas y representa orden de mejora de 1 magnitud sobre el método equivalente mediante ocultación lunar.
Comparamos el radio estelar resultante con estimaciones derivadas empíricamente de mediciones de temperatura y brillo, confirmando que este método puede ser muy útil para estrellas con clasificaciones estelares ambiguas.

 

En concreto han sido capaces de medir el diámetro de una gigante roja a 2674 años luz de distancia y de una estrella del tamaño del Sol a 700 años luz.

Primero usando los cuatro grandes telescopios VERITAS del Observatorio Fred Lawrence Whipple en Arizona, el equipo pudo detectar claramente el patrón de difracción de la estrella TYC 5517-227-1 cuando fue ocultada por el asteroide Imprinetta de 60 kilómetros de diámetro el 22 de febrero de 2018. Los telescopios VERITAS permitieron tomar 300 instantáneas cada segundo. A partir de estos datos, el perfil de brillo del patrón de difracción se pudo reconstruir con alta precisión, dando como resultado un diámetro angular o aparente de la estrella de 0,125 miliarcosegundos. Junto con su distancia de 2674 años luz, esto significa que el verdadero diámetro de la estrella es once veces el de nuestro sol: este resultado clasifica a la estrella, cuya clase era ambigua antes, como una estrella gigante roja.

 

Los investigadores repitieron la hazaña tres meses después, el 22 de mayo de 2018, cuando el asteroide Penélope, con un diámetro de 88 kilómetros, ocultó la estrella TYC 278-748-1. Las medidas resultaron en un tamaño angular de 0,094 miliarcosegundos y un diámetro verdadero de 2,17 veces el de nuestro sol. Esta vez, el equipo pudo comparar el diámetro con una estimación anterior basada en otras características de la estrella que había colocado su diámetro en 2,173 veces el diámetro solar, una excelente coincidencia, aunque la estimación anterior no se basó en una medición directa.

Este es el tamaño angular más pequeño de una estrella medido directamente hasta ahora. La ocultación de estrellas por asteroides observada con los telescopios Cherenkov ofrece una resolución diez veces mejor que el método estándar de ocultación lunar. Además, es al menos el doble de nítido que las mediciones de tamaño interferométrico disponibles. La incertidumbre de estas mediciones es de alrededor del diez por ciento y se espera que esto se pueda mejorar notablemente optimizando la configuración, por ejemplo, reduciendo la longitud de onda de los colores grabados, dado que las diferentes longitudes de onda se difractan de manera diferente, el patrón se “mancha” si se registran demasiados colores al mismo tiempo.

Este estudio piloto establece un nuevo método para determinar el verdadero diámetro de las estrellas. Los científicos estiman que utilizando los telescopios adecuados se podría ver más de una ocultación por asteroides por semana. Dado que la misma estrella se ve más pequeña cuanto más lejos está, moverse a diámetros angulares más pequeños también significa extender el rango de observación. Se estima que este nuevo método puede analizar estrellas hasta diez veces más lejos de lo que permite el método estándar de ocultación lunar. En conjunto, la técnica puede proporcionar datos suficientes para estudios de población estelar.

 

Fuentes:

 

Direct measurement of stellar angular diameters by the VERITAS Cherenkov Telescopes

 

Asteroids help scientists to measure the diameters of far away stars. New technique doubles resolution of angular size measurements

 

A ver si los MAGIC españoles se animan y empiezan también a realizar medidas de este tipo.

Saludos.

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AlbertR
En 8/1/2019 a las 16:04, AlbertR dijo:

"La radiación de Cherenkov (también escrito Cerenkov o Čerenkov) es una radiación de tipo electromagnético producida por el paso de partículas cargadas eléctricamente en un determinado medio a velocidades superiores a la velocidad de fase de la luz en ese medio. La velocidad de la luz depende del medio, y alcanza su valor máximo en el vacío. El valor de la velocidad de la luz en el vacío no puede superarse, pero sí en un medio en el que esta es forzosamente inferior"

 

Fuente: Radiación de Cherenkov

 

Hoy he visto el interesante vídeo del Fermilab "Why does light slow down in water?" que explica bien el fenómeno de la ralentización de la velocidad de la luz en medios materiales, (se pueden activar subtítulos en inglés):

 

 

Saludos.

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    • AlbertR
      By AlbertR
      CARMENES "Planetas azules en torno a enanas rojas, Blue Earths around red dwarfs", significa Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs. Es un instrumento de última generación construido para el telescopio de 3.5 m en el Observatorio de Calar Alto (Almería, España) por un consorcio de instituciones alemanas y españolas. Consiste en dos espectrógrafos separados que cubren los rangos de longitud de onda de 0.52 a 0.96 µm y de 0.96 a 1.71 µm con resoluciones espectrales R = 80000-100000 y cada uno de ellos realiza mediciones de alta precisión de velocidad radial (rango tan reducido como 1 m/s = 3.6 km/h es decir, menor que la velocidad de una persona caminando)
      El objetivo científico fundamental de CARMENES es realizar un estudio de ∼300 estrellas cercanas de Población I de la secuencia principal con el objetivo de detectar planetas de baja masa en sus zonas habitables. El objetivo es poder detectar Planetas de masa hasta 2 Tierras en la zona habitable de las estrellas de tipo M5V (enanas rojas). La primera luz de CARMENES con los dos canales NIR y VIS funcionando simultáneamente se produjo en noviembre de 2015; el barrido científico comenzó el 1 de enero de 2016 y durará por lo menos cinco años.
      Hoy, 18/062019 el Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (España) comunica que CARMENES ha encontrado dos planetas de masas similares a la Tierra en la zona habitable alrededor de la pequeña y cercana Estrella de Teegarden ubicada en la Constelación de Aries, de magnitud +15.4, y situada a tan solo 12.5 años luz de la Tierra. (CARMENES ha detectado los planetas mediante el método de la velocidad radial, Doppler)
       

       
      La temperatura de Teegarden (enana roja) es de 2600° C (en comparación con los 5500° C del Sol) y su masa 0.1 masas solares. El planeta Teegarden b tiene una masa similar a la de la Tierra, orbita la estrella cada 4,9 días a un 2,5% de la distancia Tierra-Sol. Teegarden c es también similar a la Tierra en términos de masa, completa su órbita en 11,4 días y está situado a un 4,5% de la distancia Tierra-Sol. Dado que la estrella de Teegarden irradia mucha menos energía que nuestro Sol, las temperaturas en estos planetas deberían ser suaves y podrían, en principio, albergar agua líquida en sus superficies, especialmente en la exterior, Teegarden c.
       
       
      Fuentes: CARMENES encuentra dos planetas de masas similares a la Tierra alrededor de una estrella pequeña cercana (CSIC) y también Un telescopio en Almería descubre un sistema solar cercano que puede tener agua líquida (El País)
       
      Saludos.
    • Escorpio22
      By Escorpio22
      Buenos Días.
       
      Estoy perdido en el tema de comprarme mi primer telescopio.Estuve investigando en distintas tiendas, marcas  y demás.Realmente estoy perdido.La cuestión es por ser el primer telescopio no quiero que sea muy básico.Pero a la vez que sea fácil de usar y que lo pueda aprovechar realmente. 
       
      ¿Ustedes qué dicen?
    • SaturninoCardozo
      By SaturninoCardozo
      Buenos dias foro, soy nuevo y hace unos dias me compre mi primer telescopio helios 900114 y la cuestion es que la caja del fabricante no es buena para trasladar, queria saber si alguien tenia algun dato de alguien que venda cajas para trasladar telescopios o algo asi. Soy de la plata. Un saludo y buenos cielos.
    • Roberto Vazquez
      By Roberto Vazquez
      Hola ...y cual recomendarían para observación de espacio profundo? 
    • AlbertR
      By AlbertR
      Dentro de 2 años, en junio de 2022, está previsto el lanzamiento del Telescopio Espacial Euclid de la Agencia Europea del Espacio (ESA) mediante un cohete Soyuz-Fregat desde la Kouru en Guayana Francesa. Euclid se ubicará en una órbita de halo en torno al punto de Lagrange L2 Sol-Tierra, que se halla a 1.5 millones de km de la Tierra. La duración de la misión será de 6.25 años y se explorarán 15 mil grados cuadrados de cielo.



      Euclid “A space mission to map the Dark Universe” es la próxima misión de la ESA destinada a estudiar la energía oscura y la materia oscura, los componentes mayoritarios de nuestro Universo.
      Euclid es un satélite grande, de 2200 kg, 4.5 m de longitud y 3.1 m de diámetro. El componente principal es un telescopio cuyo espejo principal es de 1.2 metros de diámetro (como comparación el del Hubble tiene 2.4 metros). Euclid es más pequeño que otros proyectos de telescopios espaciales, pero con sensibilidad hasta magnitud aparente 26.5, de tamaño suficiente para estudiar la energía oscura y la materia oscura. La óptica es de tipo Korsch con tres espejos, para dirigir la luz a los dos instrumentos del telescopio, Visual Imager (VIS) y Near-Infrared Spectrometer and Photometer (NISP)
       
      VIS captará imágenes del cielo (longitud de onda 550-900 nm) de amplio campo de visión (unos 0.8º cuadrados) mediante 36 sensores CCD con una resolución de 0.1 segundos de arco por píxel. Las imágenes permitirán medir la distorsión de las galaxias debido al efecto de lente gravitacional débil para poder determinar la proporción de materia oscura en la línea de visión y medir la influencia de la energía oscura en la expansión del Universo.
       
      NISP es un espectrómetro infrarrojo (900-2000 nm) de 0.7º cuadrados de campo que permitirá analizar la luz de objetos muy lejanos para medir su corrimiento al rojo con alta precisión y determinar su distancia. Ello permitirá estudiar en qué medida la energía oscura está acelerando la expansión del Universo y se espera poder determinar su ecuación de estado.
       
      El 18 de Diciembre de 2018 Euclid anunció que había pasado su revisión crítica de diseño, que verificó que la arquitectura general de la misión y el diseño detallado de todos sus elementos están completos, lo que despejó el camino para comenzar a ensamblar toda la nave espacial.
       
      Ayer el Consorcio Euclid publicó que además del barrido "normal" de 15000º cuadrados de cielo previsto, en particular el satélite estudiará 3 “campos profundos” zonas extremadamente oscuras con el objetivo de encontrar allí objetos débiles y raros. Son 2 zonas en el hemisferio sur y una en el norte marcadas en amarillo en la imagen. La zona marcada en azul es la correspondiente al barrido “normal” que realizará Euclid. Observad que se evitan zonas dominadas por las estrellas del plano de la Vía Láctea y zonas en torno a la eclíptica por el polvo difuso en el Sistema Solar (luz zodiacal), además de evitar la Nube Mayor de Magallanes.
       


      No dejéis de visitar la web de la misión: Euclid Consortium. A space mission to map the Dark Universe
       
      Estaremos atentos, saludos.
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