El Nobel de Física James W. Cronin cree que gigantescos agujeros negros pueden originar las partículas más energéticas del Universo, un fenómeno que intriga a los científicos
Las partículas más energéticas jamás estudiadas por los físicos no se han detectado en los grandes aceleradores de partículas construidos por el hombre, sino en los observatorios astronómicos. Los llamados rayos cósmicos ultranergéticos golpean la Tierra procedentes de más allá de nuestra propia galaxia, y su energía es tal que aún no hay una teoría aceptada para explicar qué fenómeno es capaz de generarlos. Pero los datos del mayor observatorio del mundo que los detecta apuntan por ahora a que “la hipótesis más probable es que proceden de los enormes agujeros negros en el centro de galaxias”, ha explicado el premio Nobel James E. Cronin, ponente del ciclo sobre Astrofísica y Cosmología organizado en Madrid por la Fundación BBVA.
El enigma del origen de los rayos cósmicos se encuentra entre los más acuciantes de la Física actual. Cronin, uno de los principales expertos internacionales en esta área, discípulo de físicos legendarios como los premios Nobel Enrico Fermi y Edward Teller, cree que la explicación podría estar cercana.
El enigma de los rayos cósmicos de muy alta energía tomó cuerpo hace dos décadas. A principios de los noventa, varios detectores de rayos cósmicos registraron la llegada de partículas mucho más energéticas de lo que las teorías sobre fenómenos astrofísicos conocidos podían explicar. Los físicos describen el inesperado hallazgo como«ir a cazar mariposas y encontrarte con un avión en la red». Eran partículas con cientos de millones de veces más energía de la alcanzable en un acelerador como el LHC (Large Hadron Collider), del CERN, cerca de Ginebra.
“Necesitaríamos un acelerador de partículas más grande que nuestra propia galaxia para generar partículas más energéticas”, explicó Cronin. “Así que para estudiar los rayos cósmicos de muy alta energía estamos en manos de la naturaleza, sólo podemos tomar datos”.
¿Qué puede acelerarlas tanto? “Es emocionante saber que ahí fuera hay algo capaz de generar estas energías”, dice Cronin.
Cronin propuso en 1992 –junto con su colega Alan Watson- la construcción de una gran instalación que ayudara a resolver el misterio. Su idea se ha materializado en la mayor trampa del mundo para rayos cósmicos: el Observatorio Pierre Auger, en el que participan unos 500 científicos de 95 instituciones de 18 países, entre ellos España.
Cuatro rayos en cuatro años
El Pierre Auger está en marcha desde hace cuatro años en Malargüe, Argentina. “Funciona maravillosamente, los datos son de una calidad excepcional”, señaló Cronin. Sin embargo los rayos cósmicos de muy alta energía son tan raros que sólo llega a la Tierra uno por kilómetro cuadrado y siglo. Por eso, “en todo este tiempo sólo hemos detectado cuatro de las partículas de más alta energía”. Para resolver el misterio de su origen “necesitamos más datos”.
Precisamente porque los rayos cósmicos de muy alta energía son muy raros, el Observatorio Pierre Auger es inmenso: cuanto mayor sea la trampa, más posibilidades hay de que funcione. El Pierre Auger se extiende a lo largo de 3.000 km2 en plena Pampa Amarilla. Consiste en 1.600 detectores -que son tanques de agua pura-, separados entre sí 1,5 kilómetros. Se complementan con 24 telescopios sensibles a la luz ultravioleta.
La extensión es tanta porque lo que se detecta, en realidad, no son los rayos cósmicos en sí, sino la cascada de partículas secundarias que genera su impacto en la atmósfera. Los rayos cósmicos cruzan el universo casi a la velocidad de la luz y al chocar con la Tierra desencadenan en la atmósfera una lluvia de millones de partículas de menos energía. El frente de esta cascada de partículas llega a ser de 16 kilómetros cuadrados.
Así, cada vez que una partícula penetra en un detector, un ordenador envía por radio una señal a un centro de datos que integra la información de los demás. Además, los telescopios detectan la luz ultravioleta que produce la cascada de partículas a su paso por la atmósfera -como una estrella fugaz, aunque demasiado rápida para que el ojo humano la vea-.
Agujeros negros
El Observatorio Pierre Auger ya ha proporcionado un importante resultado sobre el origen de los rayos cósmicos ultraenergéticos: los inmensos agujeros negros que ocupan el núcleo de galaxias activas serían una fuente probable.
Por ahora los datos muestran una correlación entre la dirección de la que proceden los rayos cósmicos detectados y la localización de galaxias con grandes agujeros negros en sus núcleos. Cronin insiste, no obstante, en que esta hipótesis aún necesita ser confirmada con más observaciones.
Además, los astrofísicos aún no cuentan con una buena teoría para explicar exactamente el mecanismo de aceleración de las partículas en los agujeros negros. La idea general es que cuando estos sumideros cósmicos de miles de millones de masas solares devoran materia, en sus inmediaciones se emiten chorros de material que se mueve a casi la velocidad de la luz; una partícula presente en el entorno que interaccionara con estos chorros podría convertirse en un súperrayo cósmico.
Fuente: ABC.es
Interesante noticia sobre estas inquietantes partículas que nos bombardean cada día. Así calculando rápido, golpean la tierra más de 100.000 rayos cósmicos cada día, y son los responsables de algunos fenómenos, incluso de cierta parte de las nubes (Esto lo leí en algún lado). Siempre fue un tema que me interesó, pero no sabía algunos de los datos, tales como que un rayo cósmico genera una fuente de partículas de hasta 16 km2.
No obstante yo ya tenía en mente esa teoría, o bueno, una similar. Era obvio que unas partículas tan energéticas tenían que salir de un lugar... energético (/matías), y qué mejor candidato que un bonito y gigantesco agujero negro de una galaxia activa? Si una partícula toca sus inmediaciones, quizás una parte muy cercana al horizonte de sucesos, y escapa, esa partícula llevará una energía bestial, se mire por donde se mire. Lo que no me imaginaba es que fuera una partícula que pasase por cerca de los jets del agujero negro, porque bueno, es lo que he entendido, pero mucho no se puede sacar de la mala explicación que dan de esa parte. La otra que pensaba era que directamente fueran los polos de agujeros negros gigantes de galaxias activas apuntando contra nosotros xD, y que sus jets trajeran estas poderosas partículas. Pero veo que no...
Es interesante saber más sobre los rayos cósmicos, ya que de llegar a controlar este fenómeno, podría sernos útil para proteger mejor nuestras naves espaciales, ya que puede ser realmente interesante si uno de estos rayos golpea una nave de lleno... Como mínimo un sobrecalentamiento y una petada guapa de sistema de comunicaciones, se lleva, y no sé si decir que petaría por completo xD. Será bueno prevenir en un futuro de estos rayos.
Por ahora nos queda esperar una confirmación y ver si esta teoría es correcta o si los rayos cósmicos provienen de algún sitio aún más raro!
