Sensitivity of the Cherenkov Telescope Array for probing cosmology and fundamental physics with gamma-ray propagation

Abstract

El observatorio Cherenkov Telescope Array (CTA) es el observatorio terrestre de nueva generación para la astronomía de rayos gamma que ofrece capacidades únicas para abordar preguntas importantes aún abiertas en astrofísica, cosmología y física fundamental. En este artículo se estudian algunas de las áreas destacadas de la cosmología de rayos gamma que pueden explorarse como parte de los Proyectos Clave de Ciencia de CTA, a través de observaciones simuladas de núcleos galácticos activos (AGN) y sus jets relativistas. Las observaciones de AGN con CTA permitirán medir la absorción de rayos gamma en la luz de fondo extragaláctica con una incertidumbre estadística inferior al 15% hasta un corrimiento al rojo de z = 2 y restringir o detectar halos de rayos gamma hasta intensidades del campo magnético intergaláctico de al menos 0.3 pG. Las observaciones extragalácticas con CTA también muestran un potencial prometedor para explorar la física más allá del Modelo Estándar. Los mejores límites sobre la violación de la invariancia de Lorentz a partir de la astronomía de rayos gamma se mejorarán en al menos un factor entre dos y tres. Además, CTA explorará el espacio de parámetros en el que las partículas similares a axiones podrían constituir una fracción significativa, si no la totalidad, de la materia oscura. Concluye resaltando las sinergias entre CTA y otras instalaciones emergentes que impulsarán el desarrollo de la cosmología de rayos gamma.