Un mes per a la inauguració dels quatre telescopis de grans dimensions a l’observatori CTAO de La Palma

El 15 d’octubre de 2026, la Col·laboració LST del Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) celebrarà la inauguració del subconjunt dels quatre Large-Sized Telescopes (LST, en català, telescopis de grans dimensions) que operaran a la seu CTAO-Nord, ubicada a La Palma, a les illes Canàries. Les noves infraestructures estan impulsades per la Col·laboració LST del CTAO, un consorci internacional responsable del disseny, la construcció i l’explotació dels telescopis de grans dimensions de l’observatori, una instal·lació de nova generació per avançar en l’astronomia de raigs gamma de molt alta energia i explorar els fenòmens més extrems de l’univers.

L’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) participa en el desenvolupament del CTAO i en la concepció dels Large-Sized Telescopes: quatre dels seus investigadors —Josep Maria Paredes, Marc Ribó, David Gascón i Pol Bordas—, tots ells de l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona, han pres part en la documentació del procés, des de la fase de disseny inicial fins al desenvolupament tecnològic i els objectius científics del projecte. Investigadors de l’IEEC a l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC) i a la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) també participen en el CTAO.

La inauguració dels quatre telescopis marca una fita fonamental per al desenvolupament de l’observatori, ja que suposa la finalització de la construcció de tots els LST previstos per a aquest emplaçament. El primer, l’LST-1, es va inaugurar el 2018 i des de llavors ha estat en fase de proves a càrrec de la Col·laboració. A aquest se sumen ara tres nous LST, que en el futur aniran acompanyats dels Medium-Sized Telescopes (MST, telescopis de mida mitjana).

Tot i això, el treball no conclou amb aquesta fita. Els LST hauran de superar una exhaustiva fase de posada en marxa per part de la Col·laboració LST abans de ser acceptats formalment per l’Organització Central del CTAO (CTAO ERIC) i iniciar l’operació i explotació de l’anomenada «ciència primerenca». Està previst que l’LST-1 sigui el primer a ser acceptat, durant el 2027, i apropi així l’inici de la gran producció científica de l’observatori. El disseny i la construcció d’aquests telescopis els ha dut a terme la Col·laboració LST, actuant com a contribuïdor en espècie (in-kind contributor) per al CTAO ERIC i complint amb requisits tècnics estrictes.

Espanya té un paper estratègic i fonamental en el CTAO. És, juntament amb el Japó, l’estat que més contribueix al desenvolupament dels LST, amb una aportació al projecte del 32 %. Això, juntament amb el fet de ser el país amfitrió del CTAO-Nord, dona un accés privilegiat a la comunitat científica espanyola al temps d’observació d’aquestes instal·lacions, i suposa un important pol d’atracció de talent i producció científica.

Amb el nom de CTAO-Espanya s’agrupa el conjunt d’institucions dedicades a les activitats de desenvolupament de maquinari, programari i ciència per a l’observatori. Aquests grups, distribuïts per Andalusia, Canàries, Catalunya i Madrid, inclouen (per ordre alfabètic): 

• Centre d’Investigacions Energètiques, Mediambientals i Tecnològiques (CIEMAT) 
• Institut d’Astrofísica d’Andalusia (IAA-CSIC)  
• Institut d’Astrofísica de Canàries (IAC)
• Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) 
• Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC) 
• Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB)
• Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)  
• Universitat Complutense de Madrid (UCM)
• Universitat d’Alcalá (UAH)  
• Universitat de Jaén (UJA)

A aquesta contribució cientificotecnològica de les anteriors entitats dins de la Col·laboració LST, se suma també el teixit empresarial. La indústria espanyola ha fabricat components fonamentals dels telescopis, com ara els sistemes de moviment, la mecànica de les càmeres i la infraestructura.

Descobreix el CTAO

D’altra banda, Marc Ribó (ICCUB-IEEC) va participar en la primera reunió de casos científics per al CTAO el 2006 i ha liderat formalment la contribució de l’ICCUB al CTAO des del 2010. El CTAO representa un canvi de paradigma, ja que a diferència dels instruments anteriors en el mateix rang d’energia, funcionarà com un observatori obert a la comunitat científica.

Ribó explica: «Els telescopis Txerenkov anteriors són utilitzats en el context de grans col·laboracions internacionals que han funcionat de manera relativament tancada a la resta de la comunitat científica. La gran quantitat de casos científics que permetrà estudiar el CTAO, així com la gran inversió econòmica requerida, han fet que el CTAO hagi estat concebut com un observatori obert a la comunitat científica internacional. Tot i que hi haurà observacions de casos científics estratègics dutes a terme pel Consorci CTAO, també hi haurà multitud de projectes liderats per equips independents, que probablement abordaran l’estudi de casos científics no explorats fins ara».

David Gascón, director de la Unitat Tecnològica de l’ICCUB i membre de l’IEEC, treballa a l’àrea d’enginyeria de l’LST des de l’any 2008. El seu treball i el seu equip s’han centrat en el disseny de components específics per a les càmeres dels telescopis, incloent-hi tres circuits integrats desenvolupats per mesurar senyals de fotons a alta velocitat. 

En col·laboració amb altres institucions espanyoles, l’equip va participar en el desenvolupament del sistema de filtratge de dades o trigger. Aquest sistema electrònic opera en temps real analitzant milions d’imatges per segon per filtrar la informació espúria o de fons (com la lluminositat ambiental o altres estrelles) i buscar els patrons corresponents als raigs gamma. Com explica Gascón, aquesta electrònica és l’element que permet aïllar i identificar els senyals d’interès en fraccions de nanosegon.

L’investigador Pol Bordas (ICCUB-IEEC), que ha codirigit el programa científic de l’LST-1 els darrers dos anys, detalla el funcionament d’aquests telescopis. Bordas descriu com els LST fan servir l’atmosfera terrestre com a part del detector: quan els fotons d’alta energia impacten a l’atmosfera, generen cascades de partícules on es produeix la llum Txerenkov, una llum molt ràpida i blavosa que capturen els telescopis a terra. 

Els LST, equipats amb miralls de 23 metres de diàmetre, estan dissenyats per captar aquestes emissions al rang d’energia més baix de l’Observatori. Aquesta capacitat es destinarà a l’estudi de fenòmens transitoris, definits com a esdeveniments ràpids i no necessàriament periòdics. Entre els objectes d’estudi que esmenta l’investigador hi ha: els esclats de raigs gamma (gamma ray bursts o GRB), els esclats ràpids de ràdio (fast radio bursts), o la possible contrapartida electromagnètica en raigs gamma associada a les ones gravitacionals. 

«La futura entrada en operació dels LST com a part del CTAO servirà tant per confirmar prediccions físiques actuals com per a la possible detecció de nous esdeveniments astrofísics no documentats fins ara», conclou Bordas.