Monitoreo de la Atmósfera
 

La tenue luz de fluorescencia que es emitida a lo largo del desarrollo de la lluvia es usada para interpretar cuantas partículas producen dicha cantidad de luz y a que altura.  Esto permite el estudio del  desarrollo de la cascada en la atmósfera y es un método poderoso utilizado para determinar la energía del rayo cósmico que da origen al evento. Sin embargo, para esto, es necesario el monitoreo cuidadoso de la atmósfera. Necesitamos conocer la presión y la temperatura en función de la altura sobre la Pampa y cual es el contenido de aerosoles en la atmósfera.
 

Varios instrumentos han sido desarrollados para ayudarnos a entender la atmósfera en detalle. Uno de esos es el LIDAR (siglas en inglés para detección de luz y medida de distancias), el cual utiliza el mismo principio que un RADAR para dar información sobre la atmósfera. Un esquema del sistema LIDAR se muestra en la figura 1.
 
 
Figure 1: Diagrama esquemático del sistema LIDAR.  Un láser pulsado se dispara hacia la atmósfera, en donde la luz que es reflejada por las moléculas y el polvo en la atmósfera es colectada por un sistema de espejos y enviada a un fotomultiplicador. De esta manera, la luz retrodispersada (backscattering) es colectada en el fotomultiplicador usando un sistema de adquisición de datos.  
 

En el Observatorio Auger, los LIDARes se encuentran ubicados en las proximidades de cada uno de los cuatro edificios que contienen los telescopios de fluorescencia (Observatorio Pierre Auger). El haz del laser es completamente direccionado, siendo este un láser de Nd:Yag de triple frecuencia que emite pulsos de energía de 6mJ y 7 ns de duración. La luz retrodispersada (backscattering) es colectada con tres espejos parabólicos de 80 cm y focalizada en un tubo fotomultiplicador.  En la figura 2 se muestra una foto del sistema LIDAR en Los Leones.

 

Uno de los parámetros que se obtienen de las observaciones realizadas con el LIDAR es el perfil de profundidad óptica que puede ser medido hasta elevaciones de 20 km.
 
 
Figure 2: El sistema LIDAR en Los Leones.  Se pueden observar los tres espejos de 80 cm que forman parte del sistema. Los fotomultiplicadores (que no se muestran) se ubican en el foco de cada espejo. El haz del láser sale de la región que se encuentra justo debajo del espejo de la izquierda.
  
 

Hay otros instrumentos que son usados como parte del programa de monitoreo atmosférico en el Observatorio Auger. Mediciones de la atenuación atmosférica horizontal total son hechas a partir de la observación de la luz proveniente de dos fuentes a distancias de 14.79 y 43.94 km usando una cámara CCD.  Los resultados de estas mediciones están en perfecto acuerdo con los obtenidos con el sistema LIDAR.  También hay un programa de control usando las estrellas con un sistema formado por un telescopio de 20 cm y un fotomultiplicador. Este instrumento es utilizado en modo robótico para observar un conjunto de estrellas patrones. De estas observaciones se obtienen los coeficientes de extinción. Recientemente este telescopio robótico fue utilizado para hacer una observación óptica única del “flash” de una explosión de rayos gama GRB06117 (Jelinek et al.  Astronomy and Astrophysics, en publicación).
 

Algunas de las informaciones del control atmosférico que están disponibles pueden ser de interés científico en otras disciplinas.