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Las fuentes de rayos cósmicos de alta energía se mapean por primera vez

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Las fuentes de rayos cósmicos de alta energía se mapean por primera vez

En la década de 1930, el físico francés Pierre Auger colocó contadores Geiger a lo largo de una cresta en los Alpes y observó que a veces hacían clic espontáneamente al mismo tiempo, incluso cuando estaban separados por hasta 300 metros. Sabía que los clics coincidentes provenían de los rayos cósmicos, partículas cargadas del espacio que golpean las moléculas de aire en el cielo, provocando lluvias de partículas que caen al suelo. Pero Auger se dio cuenta de que para que los rayos cósmicos desencadenaran el tipo de lluvias enormes que estaba viendo, debían transportar cantidades fantásticas de energía; tanto, escribió en 1939, que “en realidad es imposible imaginar un solo proceso capaz de dar a un partícula tal energía “.

Al construir conjuntos más grandes de contadores Geiger y otros tipos de detectores, los físicos descubrieron que los rayos cósmicos alcanzan energías al menos 100.000 veces más altas de lo que suponía Auger.

Un rayo cósmico es simplemente un núcleo atómico, un protón o un grupo de protones y neutrones. Sin embargo, los raros conocidos como rayos cósmicos de “energía ultra alta” tienen tanta energía como las pelotas de tenis servidas profesionalmente. Son millones de veces más energéticos que los protones que se precipitan alrededor del túnel circular del Gran Colisionador de Hadrones en Europa al 99,9999991 por ciento de la velocidad de la luz. De hecho, el rayo cósmico más enérgico jamás detectado, apodado la “partícula Oh-My-God”, golpeó el cielo en 1991 con un 99,99999999999999999999999 el 51 por ciento de la velocidad de la luz, lo que le otorga aproximadamente la energía de una bola de boliche lanzada desde el hombro. altura sobre un dedo del pie. “Tendría que construir un colisionador tan grande como la órbita del planeta Mercurio para acelerar los protones a las energías que vemos”, dijo Ralph Engel, astrofísico del Instituto de Tecnología de Karlsruhe en Alemania y el colega del mundo cósmico más grande del mundo. Observatorio de rayos, el Observatorio Pierre Auger en Argentina.

La pregunta es: ¿Qué hay en el espacio acelerando?

Ahora se cree que las explosiones de supernovas son capaces de producir los asombrosamente energéticos rayos cósmicos que Auger observó por primera vez hace 82 años. Las supernovas no pueden producir las partículas mucho más asombrosas que se han visto desde entonces. Los orígenes de estos rayos cósmicos de energía ultra alta siguen siendo inciertos. Pero una serie de avances recientes ha reducido significativamente la búsqueda.

En 2017, el Observatorio Auger anunció un descubrimiento importante. Con sus 1.600 detectores de partículas y 27 telescopios que salpican un parche de pradera argentina del tamaño de Rhode Island, el observatorio había registrado las lluvias de aire de cientos de miles de rayos cósmicos de energía ultra alta durante los 13 años anteriores. El equipo informó que un 6 por ciento más de los rayos provienen de la mitad del cielo que de la otra, el primer patrón jamás detectado definitivamente en las direcciones de llegada de los rayos cósmicos.

El Observatorio Pierre Auger en Argentina consta de una serie de 1.600 detectores como estos. Cuando un rayo cósmico golpea el cielo, llueve una lluvia de partículas cargadas secundarias. Estas partículas crean destellos de radiación a medida que atraviesan el agua dentro de los detectores, revelando colectivamente la energía y la dirección del rayo cósmico entrante.Fotografía: Colaboración Nicolás Leal / Pierre Auger

Recientemente, tres teóricos de la Universidad de Nueva York ofrecieron una elegante explicación del desequilibrio que los expertos consideran muy convincente. El nuevo artículo, de Chen Ding, Noémie Globus y Glennys Farrar, implica que los ultrapoderosos aceleradores de rayos cósmicos son ubicuos, cósmicamente hablando, más que raros.

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