(CNN) – Científicos espaciales que buscan entender los enigmáticos orígenes de los poderosos rayos cósmicos han detectado una partícula extremadamente rara y ultraalta en energía que creen que viajó a la Tierra desde más allá de la galaxia de la Vía Láctea.
La energía de esta partícula subatómica, invisible a simple vista, equivale a caer un ladrillo sobre el dedo del pie desde la altura de la cintura, según los autores de una nueva investigación publicada este jueves en la revista Science. Compañó con el rayo cósmico más enérgico jamás observado, la partícula “Oh-My-God”, que fue detectada en 1991, encontró el estudio.
Los rayos cósmicos son partículas cargadas que viajan a través del espacio y llueve sobre la Tierra constantemente. Los rayos cósmicos de baja energía pueden emanar del sol, pero los de muy alta energía son excepcionales. Se cree que viajan a la Tierra desde otras galaxias y fuentes extragalácticas.
Si sositas la mano, uno (rayo cósmico) pasa por la palma de tu mano cada segundo, pero esas son cosas realmente de baja energía, dijo el coautor del estudio John Matthews, profesor de investigación de la Universidad de Utah.
Cuando sales a estos muy altos (rayos cósmicos), es más como uno por kilómetro cuadrado por siglo. Nunca pasa por tu mano.
Uno de los detectores de rayos cósmicos que conforman el Telescope Array, que tiene su base en Utah. Crédito: Cortesía Universidad de Utah.
A pesar de los años de investigación, los orígenes exactos de estas partículas de alta energía todavía no están claros. Se cree que están relacionados con los fenómenos más energéticos del universo, como los que involucran agujeros negros, ráfagas de rayos gamma y núcleos galácticos activos, pero los más grandes descubiertos hasta ahora parecen originarse de vacíos o espacio vacío, donde no han tenido lugar eventos celestiales violentos.
Rastreo de rayos cósmicos de alta energía
La partícula recientemente descubierta, apodada la partícula de Amaterasu después de la diosa del sol en la mitología japonesa, fue avistada por un observatorio de rayos cósmicos en el desierto oeste de Utah conocido como el Telescope Array.
El Telescope Array, que comenzó a funcionar en 2008, está compuesto por 507 detectores de superficies de tipo ping-pong que cubren 700 kilómetros cuadrados.
Ha observado más de 30 rayos cósmicos de ultraalta energía, pero ninguno más grande que la partícula de Amaterasu, que golpeó la atmósfera sobre Utah el 27 de mayo de 2021, lloviendo partículas secundarias al suelo donde fueron recogidos por los detectores, según el estudio.
Puedes mirar… (en) cuántas partículas golpean cada detector y eso te dice cuál era la energía del rayo cósmico primario.
El evento desencadenó 23 de los detectores de superficie, con una energía calculada de unos 244 voltios exaelectrón. La partícula de “Oh My God God”, detectada hace más de 30 años, era 320 exa-electrón voltios.
Para referencia, 1 exa-electrón voltio es igual a 1.000 millones de gigaelectron-voltios, y 1 gigaelectron voltios es de 1.000 millones de voltios de electrones. Eso haría de la partícula Amaterasu 244,000,000,000,000,000,000,000,000 voltios de electrones. En comparación, la energía típica de un electrón en la aurora polar es de 40.000 voltios electrones, según la NASA.
Una estación de telescopio en Utah, con estrellas arrelándose por encima. Crédito: Cortesía Universidad de Utah.
Un rayo cósmico de ultraalta energía lleva decenas de millones de veces más energía que cualquier acelerador de partículas hecho por el hombre como el Gran Colipulador de Hadrones, el acelerador más poderoso jamás construido, explicó Glennys Farrar, profesora de física de la Universidad de Nueva York.
Lo que se requiere es una región de campos magnéticos muy altos como un LHC de gran tamaño, pero natural. Y las condiciones requeridas son realmente excepcionales, por lo que las fuentes son muy raras, y las partículas se disipan en el vasto universo, por lo que las posibilidades de que uno golpee la Tierra son diminutas, dijo Farrar, quien no participó en el estudio, vía correo electrónico.
La atmósfera protege en gran medida a los humanos de cualquier efecto dañino de las partículas, aunque los rayos cósmicos a veces causan fallas informáticas. Las partículas, y la radiación espacial de manera más amplia, representan un mayor riesgo para los astronautas, con el potencial de causar daños estructurales al ADN y alterando muchos procesos celulares, según la NASA.
Fuente misteriosa
La fuente de estas partículas de ultraalta energía desconcerta a los científicos.
Matthews, co-diósmos de la colaboración de telescopios, dijo que los dos mayores rayos cósmicos registrados aparecieron en un tipo de alero, cuando sus trayectorias se remontan, parece que no hay nada de alta energía suficiente para producir tales partículas. La partícula de Amaterasu, específicamente, parecía originarse de lo que se conoce como el Vacío Local, una zona vacía del espacio que bordea la galaxia de la Vía Láctea.
Si tomas los dos eventos de mayor energía El que acabamos de encontrar, la partícula de “Oh-My-Dios* esos ni siquiera parecen apuntar a nada. Debería ser algo relativamente cercano. Los astrónomos con telescopios visibles no pueden ver cualquier cosa realmente grande y realmente violenta.
Viene de una región que parece un espacio vacío local. Es un vacío. Entonces, ¿qué diablos está pasando?
Una expansión al Telescopio Array puede proporcionar algunas respuestas. Una vez completados, 500 nuevos detectores permitirán al Telescopio Array capturar duchas de partículas inducidas por rayos cósmicas a través de 2.900 kilómetros cuadrados y un área de casi el tamaño de Rhode Island, según el comunicado de la Universidad de Utah.
Martes / 22:30 / CNN Chile
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