Detectan una partícula insólita procedente de un inmenso vacío cósmico

Recreación artística de la detección de la partícula al entrar en la atmósfera terrestre y desencadenar una cascada de partículas. (Imagen: Osaka Metropolitan University / L-INSIGHT, Kyoto University / Ryuunosuke Takeshige. CC BY-NC-SA).

Una partícula, del tipo de las que se conocen popularmente como “rayos cósmicos”, fue detectada a su llegada a la Tierra y las huellas que dejó han sido estudiadas detalladamente desde entonces. Con una energía enorme, esta partícula no proviene, sin embargo, de una dirección en la que haya algún objeto astronómico observable. Ni siquiera está clara su naturaleza.

La investigación al respecto la realizado un equipo internacional integrado, entre otros, por Toshihiro Fujii de la Universidad Metropolitana de Osaka en Japón, y John Belz de la Universidad de Utah en Estados Unidos.

La detección se hizo el 27 de mayo de 2021, en unas instalaciones especiales dirigidas por la Universidad de Tokio en Japón y la de Utah en Estados Unidos.

Estas instalaciones constan de 507 estaciones detectoras de superficie dispuestas en una cuadrícula que abarca 700 kilómetros cuadrados en las afueras de Delta, Utah, en el Desierto Occidental del estado. El suceso activó 23 detectores en la región noroeste del conjunto de detectores, provocando efectos detectables en unos 48 kilómetros cuadrados. Lo más intrigante, aparte de su altísima energía, es que su dirección de llegada corresponde a un gran vacío en la estructura a gran escala del universo, una región en la que, incomprensiblemente, residen muy pocas galaxias.

La energía de la misteriosa partícula superó los 240 exaelectronvoltios, millones de veces la conseguida en los aceleradores de partículas construidos por el ser humano.

Los rayos cósmicos de baja energía emanan principalmente del Sol. Se cree que el origen de los rayos cósmicos de muy alta energía, como el investigado ahora, está relacionado con los fenómenos más energéticos del universo, en los que intervienen, por ejemplo, agujeros negros, estallidos de rayos gamma y núcleos galácticos activos. Sin embargo, es muy poco lo que se sabe sobre la física y los mecanismos de aceleración de estas partículas.

Dado que la llegada de partículas tan energéticas como esa es muy infrecuente (se calcula que menos de una partícula por siglo y kilómetro cuadrado), su detección requiere observatorios con grandes áreas colectoras.

«Cuando descubrí por primera vez este rayo cósmico ultraenergético, pensé que debía tratarse de un error, ya que mostraba un nivel de energía sin precedentes en las últimas 3 décadas», confiesa Fujii.

Dicho nivel de energía es comparable al del rayo cósmico más energético de entre todos los detectados hasta hoy, el que se conoce popularmente como la partícula Oh-My-God (¡Oh dios mío! en inglés), que alcanzó la Tierra en 1991 y tenía una energía estimada en unos 320 exaelectronvoltios.

La partícula estudiada ahora ha recibido también un nombre: Amaterasu, que en el sintoísmo (la religión tradicional de Japón) es el nombre de una importante diosa. (Fuente: NCYT de Amazings)

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