XII. Inundaciones cósmicas

Durante un siglo, el origen de los rayos cósmicos más energéticos ha constituido un misterio. Desde todas las direcciones del espacio, partículas de energías extremas atraviesan el espacio casi a la velocidad de la luz. Identificar las fuentes capaces de acelerar estas partículas a energías millones de veces superiores a las producidas en los mayores aceleradores de la Tierra es uno de los retos de la nueva generación de grandes observatorios.

Los rayos cósmicos colisionan en la alta atmósfera provocando flujos de partículas secundarias llamados ‘cascadas’ o ‘lluvias’ de partículas, que pueden extenderse en superficie a lo largo de decenas de kilómetros cuadrados. Los rayos cósmicos más energéticos se cree que son producidos en los chorros emitidos por los núcleos activos de algunas galaxias y son cazados en observatorios que cubren enormes extensiones de superficie, ya que son muy escasos: uno por kilómetro cuadrado por siglo! En la pampa argentina un bosque de 1600 detectores registra estas partículas secundarias, es el observatorio Pierre Auger. Este nuevo tipo de instrumentación estudia la física de los rayos cósmicos analizando sus interacciones e identificando las direcciones de las que proceden. La misión espacial JEM-EUSO es una colaboración internacional de doce países, liderada por Japón y donde siete países son europeos, que permitirá desde la Estación Espacial Internacional detectar la radiación cósmica a las más extremas energías jamás observadas, en el rango del ZeV (1021 electronvoltios).

Imagen: Astronomy Picture of the Day #608 (NASA)

IX. Energías descomunales

Inalterados por los campos magnéticos del Universo, los fotones gamma viajan por el cosmos. Los más energéticos pueden iniciar destellos de luz Cherenkov al entrar en la atmósfera debido a las lluvias de partículas secundarias que producen. Para cazar esta débil traza se han inventado nuevos y revolucionarios telescopios con detectores de alta velocidad de respuesta.

EXPO_ASPERA_PROP2_G.pdf (p?na 9 de 15)

Algunas estrellas como los púlsares son auténticas catapultas cósmicas, emitiendo partículas y fotones de muy alta energía. Desde tierra, o desde el espacio, nuevos telescopios gamma permiten desentrañar los procesos de aceleración que tienen lugar en el seno de estas estrellas ultra densas. Campos magnéticos intensos combinados con la frenética rotación de los púlsares son los responsables de estas emisiones. El experimento CTA (un conjunto de telescopios Cherenkov con detectores extraordinariamente sensibles) permitirá avanzar en la comprensión de la física de agujeros negros, objetos compactos, supernovas…

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Imágenes: «Conjunto de telescopios Cherenkov CTA» (AspERA) y «Representación de un púlsar» (NASA).