El misterioso rayo cósmico observado en Utah provino de fuera de nuestra galaxia, dicen los científicos
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SALT LAKE CITY — Los científicos espaciales que buscan comprender los enigmáticos orígenes de los poderosos rayos cósmicos han detectado 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 a la altura de la cintura sobre el dedo gordo del pie, según los autores del estudio. nueva búsqueda publicado el jueves en la revista Science. Según el estudio, rivaliza con el rayo cósmico más energético jamás observado, detectado en 1991.
Los rayos cósmicos son partículas cargadas que viajan por el espacio y caen constantemente sobre la Tierra. Los rayos cósmicos de baja energía pueden emanar del sol, pero los rayos cósmicos de energía extremadamente alta son excepcionales. Se cree que viajan a la Tierra desde otras galaxias y fuentes extragalácticas.
«Si extiendes la mano, un (rayo cósmico) pasa a través de la palma de tu mano cada segundo, pero son cosas de baja energía», dijo el coautor del estudio John Matthews, profesor de investigación de la Universidad de Utah.
«Cuando chocas contra estos rayos cósmicos de alta energía, es más bien uno por kilómetro cuadrado por siglo. Nunca pasa por tu mano».
A pesar de años de investigación, los orígenes exactos de estas partículas de alta energía aún no están claros. Se cree que están relacionados con los fenómenos más energéticos del Universo, como los que involucran agujeros negros, explosiones de rayos gamma y núcleos galácticos activos, pero los mayores descubiertos hasta ahora parecen originarse en vacíos o espacio vacío -donde no hay Fenómenos celestiales violentos. sucedieron los acontecimientos.
Seguimiento de rayos cósmicos de alta energía
La partícula recién descubierta, denominada partícula Amaterasu en honor a la diosa del sol en la mitología japonesa, fue detectada por un observatorio de rayos cósmicos en el desierto occidental de Utah conocido como Telescope Array.
El Telescope Array, que comenzó a funcionar en 2008, está compuesto por 507 detectores de superficie del tamaño de una mesa de ping-pong que cubren 270 millas cuadradas. Se observaron más de 30 rayos cósmicos de energía ultraalta, pero ninguno más grande que la partícula Amaterasu, que impactó la atmósfera sobre Utah el 27 de mayo de 2021, haciendo llover partículas secundarias al suelo, donde fueron recogidas por detectores, según el estudio.
«Puedes observar cuántas partículas golpean cada detector y eso te dirá cuál fue la energía del rayo cósmico primario», dijo Matthews.
El evento activó 23 de los detectores de superficie, con una energía calculada de aproximadamente 244 exaelectrones voltios. El rayo cósmico más energético jamás observado, detectado hace más de 30 años, fue de 320 exaelectrones voltios.
Como referencia, 1 exaelectronvoltio son mil millones de gigaelectronvoltios y 1 gigaelectronvoltio son mil millones de electronvoltios. Esto haría que la partícula de Amaterasu tuviera 244.000.000.000.000.000.000 electronvoltios. En comparación, la energía típica de un electrón en la aurora polar es de 40.000 electronvoltios, según la nasa.
Un rayo cósmico de energía ultraalta transporta decenas de millones de veces más energía que cualquier acelerador de partículas fabricado por el hombre, como el Gran Colisionador de Hadronesel acelerador más potente jamás construido, explicó Glennys Farrar, profesor de física de la Universidad de Nueva York.
«Lo que se necesita 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 ocurra uno de que impacten la Tierra son mínimos», dijo en un correo electrónico Farrar, que no participó en el estudio.
La atmósfera protege en gran medida a los humanos de los efectos nocivos de las partículas, aunque los rayos cósmicos A veces causan fallas en la computadora. Las partículas, y la radiación espacial en general, plantean un mayor riesgo para los astronautas, con el potencial de causar daños estructurales al ADN y alterar muchos procesos celulares. según la nasa.
fuente misteriosa
La fuente de estas partículas de ultra alta energía desconcierta a los científicos.
Matthews, coportavoz de Telescope Array Collaboration, dijo que los dos rayos cósmicos más grandes registrados parecían ser «algo aleatorios»: cuando se rastrean sus trayectorias, no parece haber nada con suficiente energía para producir tales partículas. La partícula Amaterasu, en concreto, parecía originarse en lo que se conoce como Vacío Local, una zona vacía del espacio que bordea la Vía Láctea.
«Si tomamos los dos eventos de mayor energía, el que acabamos de encontrar, la partícula (1991), ni siquiera parecen apuntar a nada. Debería ser algo relativamente cercano. Los astrónomos con telescopios visibles realmente no pueden ver nada. grande y violento «, dijo Matthews.
«Proviene de una región que parece un espacio vacío local. Es un vacío. Entonces, ¿qué diablos está pasando?»
Una ampliación del Telescope Array puede proporcionar algunas respuestas. Una vez completados, 500 nuevos detectores permitirán al Telescope Array capturar lluvias de partículas inducidas por rayos cósmicos en un área de 1.120 millas cuadradas, un área casi del tamaño de Isla de Rodassegún el comunicado de la Universidad de Utah.
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