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SALT LAKE CITY – Los científicos espaciales que buscan comprender el misterioso origen de los poderosos rayos cósmicos han descubierto una partícula extremadamente rara y de energía ultra alta que creen que viajó a la Tierra desde más allá de la Vía Láctea.
La energía de esta partícula subatómica, invisible a simple vista, equivale a dejar caer un ladrillo en el dedo del pie desde la altura de la cintura, según los autores. Nueva investigación Publicado el jueves en la revista Science. Esto rivaliza con el único rayo cósmico energético nunca antes visto detectado en 1991, según el estudio.
Los rayos cósmicos son partículas cargadas que viajan por el espacio y caen continuamente sobre la Tierra. El Sol emite rayos cósmicos de baja energía, pero los de muy alta energía son excepcionales. Se cree que viajan a la Tierra desde otras galaxias y fuentes extragalácticas.
«Si extiendes la mano, cada segundo un (rayo cósmico) llega a tu palma, pero en realidad son cosas de baja energía», dijo John Matthews, profesor de investigación de la Universidad de Utah.
«Cuando realmente se obtienen estos (rayos cósmicos) de alta energía, es como uno por kilómetro cuadrado por siglo. No pasa por el brazo».
A pesar de años de investigación, el origen exacto de estas partículas de alta energía aún no está claro. Se cree que están asociados con los fenómenos más energéticos del universo, como los agujeros negros, los estallidos de rayos gamma y los núcleos galácticos activos, pero los más grandes descubiertos hasta ahora parecen originarse en vacíos o espacio vacío, donde no hay cielos violentos. Han sucedido acontecimientos.
Monitoreo de rayos cósmicos de alta energía
La partícula descubierta más recientemente, apodada partícula Amaterasu en honor a la diosa del sol en la mitología japonesa, fue detectada por el Observatorio de Rayos Cósmicos en el desierto occidental de Utah, conocido como Telescope Array.
El conjunto de telescopios, que comenzó a funcionar en 2008, se compone de 507 detectores de superficie del tamaño de una mesa de ping-pong que cubren 270 millas cuadradas. Ha observado más de 30 rayos cósmicos de energía ultraalta, pero ninguno más grande que la partícula amaterasu que golpeó la atmósfera sobre Utah el 27 de mayo de 2021, arrojando partículas secundarias al suelo captadas por los detectores del estudio.
«Puedes ver cuántas partículas golpean cada detector… y eso te dice cuál es la energía de los rayos cósmicos primarios», dijo Matthews.
Este evento provocó 23 detecciones de superficie con una energía calculada de aproximadamente 244 exaelectrones voltios. Descubierto hace 30 años, el rayo cósmico más energético jamás observado es de 320 exaelectrones voltios.
Como referencia, 1 exaelectrón voltio son mil millones de giga electronvoltios y 1 gigaelectrón voltio son mil millones de electronvoltios. Esa partícula de Amaterasu generaría 244.000.000.000.000.000.000 electronvoltios. En comparación, la energía típica de un electrón en una aurora polar es de 40.000 electronvoltios, Según la NASA.
Un rayo cósmico de energía ultraalta transporta miles de millones de veces más energía que cualquier acelerador de partículas fabricado por el hombre. Gran Colisionador de HadronesEl acelerador más potente jamás construido, explicó Glenys Farrer, profesora de física de la Universidad de Nueva York.
«Lo que se necesita es una región con campos magnéticos muy altos, como un LHC de gran escala, pero natural. Y las condiciones necesarias son realmente excepcionales, por lo que las fuentes son muy raras y las partículas están dispersas por todo el vasto universo. Las posibilidades de golpear la Tierra son muy bajos», dijo por correo electrónico Farrar, que no participó en el estudio.
La atmósfera protege a los humanos de los efectos nocivos de las partículas a través de los rayos cósmicos. A veces provoca fallos en la computadora. Las partículas y la radiación espacial en general representan un mayor riesgo para los astronautas, ya que causan daños estructurales al ADN y son capaces de alterar muchos procesos celulares. Según la NASA.
fuente misteriosa
El origen de estas partículas de ultra alta energía desconcierta a los científicos.
Matthews, coportavoz de Telescope Array Collaboration, dijo que los dos grandes rayos cósmicos registrados aparecieron «al azar»; al volver sobre sus trayectorias, nada parecía tener suficiente energía para crear tales partículas. La partícula de Amatista, en particular, parecía originarse en una región llamada Vacío Local, una región hueca en el borde de la Vía Láctea.
«Si tomamos dos eventos de alta energía, el que acabamos de descubrir, la partícula (1991), no parecen indicar nada. Tiene que estar relativamente cerca. Los astrónomos con telescopios visibles no pueden verlo. Nada realmente grande y realmente violento», dijo Matthews.
«Viene de un área que parece un terreno baldío local. Es un vacío. Entonces, ¿qué está pasando?»
La expansión al conjunto de telescopios puede proporcionar algunas respuestas. Cuando estén terminados, los 500 nuevos detectores permitirán que el conjunto de telescopios capture 1.120 millas cuadradas de lluvias de partículas inducidas por rayos cósmicos, casi del tamaño de Rhode IslandSegún un informe de la Universidad de Utah.
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