Un rayo cósmico que impactó en la atmósfera de la Tierra ha dejado atónitos a los astrofísicos.
La pequeña partícula transportaba más de 240 exaelectrones voltios de energía, o 2,4 x 1020 electronvoltios, sólo superado por el famoso y alucinante Partícula de Dios mío detectado en 1991, con sus 320 exaelectrones voltios.
Pero aquí está el aguijón en la cola. Al igual que la partícula Oh-My-God, los científicos no pudieron rastrear la nueva partícula hasta una fuente obvia.
“Las partículas tienen tanta energía que no deberían verse afectadas por los campos magnéticos galácticos y extragalácticos. Deberíamos poder señalar de dónde vienen en el cielo”. dice el físico John Matthews de la Universidad de Utah y miembro de la colaboración Telescope Array que realizó el descubrimiento.
“Pero en el caso de la partícula Oh-Dios mío y esta nueva partícula, se rastrea su trayectoria hasta su fuente y no hay nada con suficiente energía para haberla producido. Ese es el misterio de esto: ¿qué diablos está pasando?”
Rayos cósmicos son un enigma cósmico. Hemos podido detectarlos por más de un siglopero todavía no tenemos una idea clara de las diferentes formas en que pueden propagarse por el Universo.
En realidad, no son radiación, como la luz; son partículas, en su mayoría núcleos atómicos, pero también partículas subnucleares como protones y electrones. Y fluyen por el Universo a una velocidad cercana a la de la luz, con más potencia de la que deberían tener.
Los científicos creen que son producido en circunstancias energéticas, como supernovas y colisiones estelares. Las fuentes menos energéticas, como las estrellas (incluido el Sol), producen rayos cósmicos de menor energía, pero los más poderosos están resultando un poco más difíciles de precisar.
Nuestra atmósfera nos protege de los rayos cósmicos, que es realmente genialpero todavía tenemos algunas formas bastante efectivas de detectarlos.
Cuando un El rayo cósmico llega a la atmósfera., choca con otras partículas que contiene, produciendo una lluvia de partículas que cae a la Tierra. Disponemos de observatorios que pueden detectar estas partículas, relacionándolas con la colisión de rayos cósmicos que las produjo.
Sin embargo, las lluvias producidas por rayos cósmicos energéticos caen sobre un área relativamente grande, lo que significa que necesitamos cubrir una porción de terreno bastante grande si queremos reconstruir el evento de partículas con cierta precisión.
El Conjunto de telescopiosdirigido por una colaboración internacional, tiene un área de detección efectiva de 700 kilómetros cuadrados (270 millas cuadradas).
El 27 de mayo de 2021, la matriz captó una señal. Después de realizar cálculos y análisis, y verificar y volver a verificar, la colaboración Telescope Array concluyó que habían encontrado una partícula en la escala de energía de la partícula Oh-My-God.
“Cuando descubrí por primera vez este rayo cósmico de energía ultraalta”, dice el físico Toshihiro Fujii de la Universidad Metropolitana de Osaka, quien dirigió la investigación, “pensé que debía haber un error, ya que mostraba un nivel de energía sin precedentes en las últimas tres décadas”.
El descubrimiento, realizado utilizando una técnica diferente a la que reveló la partícula Oh-My-God, y en una parte diferente del cielo, sugiere que, aunque raras, estas observaciones representan eventos astrofísicos reales. La detección de Oh-My-God no fue una casualidad ni un error.
El equipo de investigación ha llamado a la nueva partícula Amaterasu, en honor a la poderosa Diosa sintoísta del sol. Ambos, dicen los investigadores, probablemente sean protones.
Y, bueno, la confirmación de los rayos cósmicos de energía ultra alta significa que ahora tenemos un pequeño aprieto en nuestras manos. Verá, las partículas de energía ultra alta tienen un límite distintivo, una energía conocida como Límite de Greisen-Zatsepin-Kuzminque se encuentra en 5 x 1019 electronvoltios.
Se cree que esta es la energía máxima que una partícula puede mantener en largas distancias de unos 160 millones de años luz, desde que los rayos cósmicos pierden energía al viajar por el espacio.
Hay cosas a esa distancia de nosotros que podrían producir rayos cósmicos, obviamente, pero no se ha detectado nada lo suficientemente potente como para producir Oh-My-God o Amaterasu dentro de 160 millones de años luz del Sistema Solar.
“Las cosas que la gente considera energéticas, como las supernovas, no son lo suficientemente energéticas para esto”. matthews dice. “Se necesitan enormes cantidades de energía, campos magnéticos realmente altos para confinar la partícula mientras se acelera”.
Y rastrear la línea que Amaterasu parece haber viajado a través del espacio conduce a un vacío cósmico – una región del espacio entre los filamentos en la que las galaxias tienden a agruparse, con relativamente poco en su interior. Esto significa que hay algo que nos estamos perdiendo de alguna manera.
Quizás los campos magnéticos aceleren las partículas mejor de lo que pensábamos. Quizás haya una fuente cercana que no hayamos visto. O tal vez las partículas nos estén señalando un fenómeno astrofísico nunca antes visto.
“Podría ser Defectos en la estructura del espacio-tiempo.cuerdas cósmicas en colisión”, dice el físico John Belz de la Universidad de Utah.
“Quiero decir, sólo estoy escupiendo ideas locas que a la gente se le ocurren porque no hay una explicación convencional. Es un verdadero misterio”.
La investigación ha sido publicada en Ciencia.