¿Qué demonios está pasando? Cae sobre la Tierra una partícula de energía extremadamente alta

Los astrónomos han detectado una partícula rara y extremadamente energética que cae constantemente sobre la Tierra y que está causando perplejidad porque procede de una región aparentemente vacía del espacio.

La partícula, bautizada como Amaterasu en honor a la diosa del Sol de la mitología japonesa, es uno de los rayos cósmicos de mayor energía jamás detectados.

Se cree que sólo los fenómenos cósmicos más potentes, a escalas muy superiores a la explosión de una estrella, son capaces de producir partículas tan energéticas, pero Amaterasu parece haber surgido del Vacío Local, una zona vacía del espacio que bordea la Vía Láctea.

“Si se rastrea su trayectoria hasta su origen, no hay nada lo bastante energético como para haberlo producido”, afirma el profesor John Matthews de la Universidad de Utah y coautor del artículo de la revista Science que describe el descubrimiento.

“Ese es el misterio de todo esto: ¿qué demonios está pasando?”, cuestiona John Matthews.

La partícula Amaterasu tiene una energía superior a 240 exa-electronvoltios (EeV), millones de veces más que las partículas producidas en el Gran Colisionador de Hadrones, el acelerador más potente jamás construido, y equivalente a la energía de una pelota de golf viajando a 152 kph. Únicamente es superada por la partícula Oh-My-God, otro rayo cósmico ultraenergético de 320 EeV detectado en 1991.

“Las cosas que la gente considera energéticas, como las supernovas, no son ni de lejos lo suficientemente potentes para esto”, explica Matthews. “Se necesitan enormes cantidades de energía, campos magnéticos realmente altos, para confinar la partícula mientras se acelera”.

Toshihiro Fujii, profesor asociado de la Universidad Metropolitana de Osaka, Japón, explica: “Cuando descubrí por primera vez este rayo cósmico de energía ultraelevada pensé que debía de tratarse de un error, ya que mostraba un nivel de energía sin precedentes en las últimas tres décadas”.

Un candidato potencial para este nivel de energía sería un agujero negro supermasivo en el corazón de otra galaxia. En las proximidades de estas enormes entidades, la materia se despoja de sus estructuras subatómicas y protones, electrones y núcleos son lanzados a través del universo a casi la velocidad de la luz.

Los rayos cósmicos, ecos de esos violentos acontecimientos celestes, llueven sobre la Tierra casi constantemente y pueden ser detectados por instrumentos como los del observatorio Telescopio Array de Utah, mismo que encontró la partícula Amaterasu.

Por debajo de un determinado umbral de energía, la trayectoria de vuelo de estas partículas se asemeja a la de una bola en un pinball mientras zigzaguean contra los campos electromagnéticos a través del fondo cósmico de microondas, pero, las partículas con una energía del nivel de Oh-My-God o Amaterasu se espera que atraviesen el espacio intergaláctico sin ser relativamente perturbadas por los campos magnéticos galácticos y extragalácticos, lo que significa que debería ser posible rastrear su origen.

Trazar su trayectoria hacia atrás apunta hacia el espacio vacío. Del mismo modo, la partícula Oh-My-God no tenía una fuente discernible. Los científicos sugieren que esto podría indicar una desviación magnética mucho mayor de lo previsto, una fuente no identificada en el Vacío Local o una comprensión incompleta de la física de partículas de alta energía.

“Estos sucesos parecen proceder de lugares completamente distintos del cielo. No es que haya una fuente misteriosa”, afirma el profesor John Belz de la Universidad de Utah y coautor del artículo. “Podría tratarse de defectos en la estructura del espacio-tiempo, de cuerdas cósmicas que colisionan, es decir, sólo estoy barajando ideas locas que se le ocurren a la gente porque no hay una explicación convencional”.

El Telescopio Array se encuentra en una posición única para detectar rayos cósmicos de ultra alta energía. Se encuentra a unos mil 200 metros, el punto óptimo de elevación que permite el máximo desarrollo de las partículas secundarias, pero antes de que empiecen a decaer. Su ubicación en el desierto occidental de Utah ofrece condiciones atmosféricas ideales en dos sentidos: el aire seco es crucial porque la humedad absorbería la luz ultravioleta necesaria para la detección y los cielos oscuros de la región son esenciales, ya que la contaminación lumínica crearía demasiado ruido y oscurecería los rayos cósmicos.

El Telescopio Array está en medio de una ampliación y los astrónomos esperan que ayude a resolver el caso. Una vez completados, 500 nuevos detectores de centelleo ampliarán el Telescopio Array a 2 mil 900 km², un área casi del tamaño de Rhode Island, y se espera que esta mayor cobertura capture más de estos eventos extremos.

Traducción: Ligia M. Oliver

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