Espacio

Científicos detectan unos misteriosos rayos cósmicos 40 mil millones de veces más intensos que la luz visible y al fin creen haber encontrado su origen

Un nuevo estudio cree haber acotado la fuente de unos rayos cósmicos de 40 teraelectronvoltios y parecen estar “aquí al lado” a escala galáctica

Impresión artística de un púlsar con su poderoso campo magnético girando a su alrededor. Las nubes de partículas cargadas que se mueven a lo largo de las líneas del campo emiten rayos gamma, que son focalizados por los campos magnéticos, de manera similar a los haces de luz de un faro. En estos campos magnéticos, se crean y aceleran pares de positrones y electrones, lo que convierte a los púlsares en posibles fuentes de electrones y positrones cósmicos de alta energía.
Impresión artística de un púlsar con su poderoso campo magnético girando a su alrededor. Las nubes de partículas cargadas que se mueven a lo largo de las líneas del campo emiten rayos gamma, que son focalizados por los campos magnéticos, de manera similar a los haces de luz de un faro. En estos campos magnéticos, se crean y aceleran pares de positrones y electrones, lo que convierte a los púlsares en posibles fuentes de electrones y positrones cósmicos de alta energía. ©NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image LabEurekalert

Cinco telescopios gigantes se han unido para detectar las partículas eléctricas más energéticas jamás detectadas. Electrones y positrones llegados del espacio y que rompen todos los récords, recordándonos que todavía no sabemos qué los puede estar produciendo exactamente. Su origen concreto es una incógnita, pero nos sugiere que, ahí afuera, en nuestro vecindario galáctico, ha de haber algo acelerando partículas a velocidades cercanas a la de la luz. Y, como cada vez que hablamos de señales intensas de fuentes desconocidas, algún medio decide apelar a los alines, pero, si somos sinceros, están muy lejos de ser la principal explicación de los expertos. Por supuesto que podemos imaginar aceleradores de partículas extraterrestres más sofisticados que el que hemos construido nosotros en el CERN, pero lo más probable es que se trate de objetos astronómicos capaces de acelerar partículas de alguna forma perfectamente natural, sin mediación de ninguna civilización.

Los principales sospechosos suelen ser supernovas, púlsares y núcleos galácticos activos, pero tenemos un problema por el que resulta complicado conocer la fuente exacta de estos rayos cósmicos: su trayectoria no es recta. Podemos deducir la trayectoria que ha seguido una flecha por cómo se ha clavado a una diana y, de ese modo, rebobinar los acontecimientos para localizar al arquero. Sin embargo, con los rayos cósmicos no es tan sencillo, porque están formadas por partículas con carga eléctrica y eso significa que, en su viaje por el cosmos, son desviadas por los campos magnéticos, como si hicieran carambolas jugando al billar y, por desgracia, eso es mucho más difícil de reconstruir… Hasta ahora.

Los rayos cósmicos

Si me permitís que comparta una breve historia, recuerdo estar en primero de carrera y que el profesor de Biofísica nos hablara sobre los rayos cósmicos. Tan pronto los nombró, la clase entera se echó a reír. Aquello fue la comidilla durante todo el año y a mí me costó mucho entender por qué. Tal vez suenen a término inventado de la ciencia ficción, como el condensador de fluzo de Doc o cuando el Dr. Who “revierte la polaridad”, pero son un concepto bastante trivial en física. En el universo ocurren multitud de proporción absolutamente desmesurada. Explosiones y reacciones que no podemos siquiera imaginar aquí en la Tierra. Muchas de ellas proyectan al espacio partículas tremendamente energéticas, a velocidades cercanas a la luz y, algunas, llegan hasta nosotros. De hecho, son muchísimas las que nos alcanzan porque, aunque nos lleguen poquitas de cada evento astronómico, las fuentes son casi incontables.

Estas partículas están cargadas eléctricamente, como los protones, que dan masa y carga eléctrica a los átomos, constituyendo parte de su núcleo, o los electrones que le dan carga eléctrica negativa a las órbitas en torno a esos núcleos, compensando la carga eléctrica positiva de los protones. Otras partículas menos conocidas serían los positrones, versiones positivas del electrón, que también carecen de masa y que nos alcanzan en los rayos cósmicos. No obstante, a veces estar partículas chocan con átomos de nuestra atmósfera y, como si fuera un choque de coches a altísima velocidad, salen piezas por todos lados, piezas que en realidad son otras partículas que, como si fueran una cascada, caen sobre la superficie terrestre. Esos son los rayos cósmicos secundarios.

Vienen de aquí al lado

Y, aunque sean tantos los que nos atraviesan, no es sencillo encontrar unos tan energéticos como los electrones y positrones de los rayos cósmicos que ha detectado la colaboración H.E.S.S., que alcanzan energías de 40 teraelectronvoltios o, dicho de un modo más asequible: 40 mil millones de veces más intensa que la luz que pueden ver nuestros ojos. Este tipo de rayos cósmicos son tan escasos que, para detectarlos, necesitamos construir telescopios con una gran superficie para que capten suficientes para que sea razonable esperar que, al menos unos pocos, sean del calibre deseado. Podemos compararlo con comprar billetes de lotería, hará falta comprar muchos mediocres para asegurarnos tener un ganador. En este caso, han requerido cinco telescopios situados en Namibia, en el observatorio H.E.S.S.2, concretamente cuatro de 12 metros y uno de 28.

¿Y cómo han logrado acotar la fuente de estos rayos cósmicos? Con un detalle que todavía no hemos nombrado: la energía de estas partículas se disipa a medida que viajan por el espacio, así que, para ser tan intensa, partiendo de lo que sabemos acerca de los posibles objetos capaces de producir estas partículas, podemos asumir que no pueden venir de muy lejos, apenas unos pocos miles de años luz. Y, si bien mil años luz equivalen a la friolera de casi 10 billones de kilómetros, esto es: ir y volver 31.000 veces al Sol, resulta que nuestra Galaxia es muchísimo mayor, con unos 100 mil años luz de punta a punta y pasar de eso a tan solo unos pocos miles de años luz es un gran éxito que nos acerca, un poco más, a conocer la fuente concreta de estos misteriosos rayos cósmicos.

QUE NO TE LA CUELEN:

  • Bajo ningún concepto se plantea, científicamente, que estos rayos cósmicos tengan relación con alguna civilización extraterrestre.

REFERENCIAS (MLA):

  • CNRS. “H.E.S.S. Collaboration Detects the Most Energetic Cosmic-Ray Electrons and Positrons Ever Observed.” Physical Review Letters, 18 Nov. 2024.