Enigma cósmico: detección sin precedentes de una partícula espacial de energía ultraalta mediante un conjunto de telescopios sin un origen claro

por Henrik Andersen
4 comentarios
High-Energy Cosmic Ray

La interpretación de un artista representa el rayo cósmico altamente energético llamado “partícula Amaterasu”, detectado por el conjunto de detectores de superficie del experimento Telescope Array. Esta ilustración está acreditada a la Universidad Metropolitana de Osaka/L-INSIGHT y a Ryuunosuke Takeshige de la Universidad de Kyoto.

La reciente identificación por parte del experimento Telescope Array de un rayo cósmico de energía ultra alta presenta un enigma con respecto a su origen. Esta detección apunta a un vacío cósmico, lo que plantea importantes desafíos a las teorías existentes sobre el origen de los rayos cósmicos y a la comprensión de la física de altas energías.

Revelación de una notable partícula espacial

El equipo del experimento Telescope Array ha informado del descubrimiento de un rayo cósmico con una energía extraordinaria. Esta partícula, originaria de fuera de nuestra galaxia, cuenta con un increíble nivel de energía que supera los 240 exaelectrones voltios (EeV). Sin embargo, su origen sigue siendo un misterio, ya que la trayectoria de su llegada no se alinea con ningún cuerpo astronómico reconocido.

El enigma de los rayos cósmicos de alta energía

Los rayos cósmicos son partículas subatómicas provenientes del espacio, siendo los rayos cósmicos de energía ultraalta (UHECR) particularmente raros y poderosos. Estos UHECR tienen energías superiores a 1 EeV, aproximadamente un millón de veces más que la que logran los aceleradores de partículas fabricados por humanos. Se cree que provienen de los eventos más energéticos del universo, como los agujeros negros, los estallidos de rayos gamma y los núcleos galácticos activos. Sin embargo, la física y los mecanismos que impulsan su aceleración no se comprenden completamente. Su rareza (menos de una partícula por siglo por kilómetro cuadrado) hace que su detección sea excepcionalmente inusual y requiere instrumentos con extensas áreas de recolección.

La representación de un artista contrasta la astronomía de rayos cósmicos de energía ultra alta con rayos cósmicos más débiles afectados por campos electromagnéticos. Los créditos van a la Universidad Metropolitana de Osaka, la Universidad de Kioto y Ryuunosuke Takeshige.

El hallazgo único del conjunto de telescopios

El 27 de mayo de 2021, el experimento Telescope Array (TA), un vasto conjunto de detectores de superficie en Utah que cubre 700 kilómetros cuadrados, identificó con éxito un UHECR con una energía sin precedentes de aproximadamente 244 EeV.

La extraordinaria energía de esta partícula implica que debería haber sufrido una desviación mínima por la intervención de campos magnéticos, lo que sugiere una correlación más directa con su fuente. Sin embargo, su dirección de llegada no corresponde a ninguna galaxia fuente conocida ni a otras fuentes potenciales de UHECR.

Su trayectoria se remonta a un vacío cósmico en la estructura a gran escala del universo, un área escasa de galaxias. Este hallazgo podría sugerir una desviación magnética más significativa de lo que predicen los modelos actuales del campo magnético galáctico, una fuente no descubierta en el área extragaláctica local o una brecha en nuestra comprensión de la física de partículas de alta energía.

Otras lecturas:

  • El encuentro de la Tierra con una partícula desconocida de energía extremadamente alta
  • Astrónomos desconcertados por un misterioso rayo cósmico de energía ultraalta

Referencia: “Un rayo cósmico extremadamente energético observado por un conjunto de detectores de superficie” de Telescope Array Collaboration*†, et al., publicado el 23 de noviembre de 2023 en Science.
DOI: 10.1126/ciencia.abo5095

Preguntas frecuentes (FAQ) sobre los rayos cósmicos de alta energía

¿Cuál fue el descubrimiento significativo realizado por el experimento Telescope Array?

El experimento Telescope Array detectó un rayo cósmico de energía ultra alta, denominado “partícula Amaterasu”, que se originó más allá de nuestra galaxia y tiene un nivel de energía superior a 240 exaelectrones voltios (EeV). Este descubrimiento es significativo por su alta energía y el misterio que rodea su origen, ya que apunta a un vacío cósmico.

¿Por qué es un misterio la fuente del rayo cósmico de alta energía?

La fuente de este rayo cósmico es un misterio porque su trayectoria no se alinea con ningún cuerpo o evento astronómico conocido. Su dirección de llegada apunta a un vacío cósmico, una región con muy pocas galaxias, lo que desafía las teorías actuales y la comprensión de los orígenes de los rayos cósmicos y la física de altas energías.

¿Qué son los rayos cósmicos de energía ultraalta (UHECR)?

Los rayos cósmicos de energía ultraalta (UHECR) son partículas cargadas subatómicas extremadamente raras y poderosas provenientes del espacio. Poseen energías superiores a 1 exaelectrón voltio (EeV), que es aproximadamente un millón de veces mayor que las energías alcanzadas por los aceleradores de partículas fabricados por el hombre. Se cree que los UHECR se originan a partir de los fenómenos más energéticos del Universo, como los agujeros negros, los estallidos de rayos gamma y los núcleos galácticos activos.

¿Qué hace que la detección de estos rayos cósmicos de alta energía sea un desafío?

Detectar rayos cósmicos de alta energía como el descubierto por Telescope Array es un desafío debido a su naturaleza poco frecuente: se estima que es menos de una partícula por siglo por kilómetro cuadrado. Esta rareza requiere instrumentos con vastas áreas de recolección para capturar eventos tan raros.

¿Cómo contribuye el experimento Telescope Array a la investigación en astrofísica?

El experimento Telescope Array, con su conjunto de detectores de superficie a gran escala en Utah, contribuye significativamente a la investigación astrofísica al detectar rayos cósmicos raros y altamente energéticos. Estas detecciones proporcionan datos valiosos que pueden desafiar y perfeccionar las teorías existentes sobre la física de partículas de alta energía y los orígenes de los rayos cósmicos, mejorando nuestra comprensión del universo.

Más sobre los rayos cósmicos de alta energía

  • Descripción general del proyecto Telescope Array
  • Entendiendo los rayos cósmicos
  • Investigación en astrofísica de altas energías
  • Fenómenos del vacío cósmico
  • Aceleradores de partículas avanzados

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4 comentarios

MarkusL diciembre 21, 2023 - 1:46 am

Debo decir que los niveles de energía de los que estamos hablando aquí son simplemente alucinantes, 240 EeV, ¿te imaginas eso? Es como un nivel completamente nuevo de energía.

Responder
Sam_el_nerd_del_espacio diciembre 21, 2023 - 7:56 am

Ok, pero la verdadera pregunta es, ¿cuál podría ser la fuente de una partícula de tan alta energía? Si no apunta a ningún objeto astronómico conocido, esto seguramente me mantendrá despierto por la noche.

Responder
helen r. diciembre 21, 2023 - 10:32 pm

Por eso me encanta la investigación espacial, justo cuando crees que lo tienes todo resuelto, el universo te lanza una bola curva. No puedo esperar a ver qué descubrirán a continuación sobre estos rayos cósmicos.

Responder
Jessie K. diciembre 21, 2023 - 10:34 pm

Vaya, esto es algo realmente interesante, me refiero a detectar un rayo cósmico que apunta a un vacío en el espacio. Eso parece sacado directamente de una película de ciencia ficción.

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