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)

V. En directo desde el Big Bang…

Según la teoría del Big Bang, el Universo surgió hace 13700 millones de años y con él, las primeras partículas de materia, visible o invisible. Al igual que el fondo cósmico de microondas, algunas de esas partículas perduran en nuestros días. Son testigos de la historia de nuestro Universo y nos permiten regresar en el tiempo hasta aquellos primeros instantes.

El Universo está inmerso en un baño de radiación de microondas a 2.7 Kelvin, el fondo cósmico de microondas (también conocido como CMB, del inglés Cosmic Microwave Background). Éste es un eco de la primera luz emitida por el Universo cuando éste tenía 380000 años. En ese momento, el plasma primordial en el que los fotones estaban confinados se enfrió lo suficiente para permitirles viajar hasta nosotros. Tras los satélites COBE y WMAP, la sonda Planck mide con extrema precisión las pequeñísimas fluctuaciones de temperatura de este Universo joven, que son los embriones de los primeros cúmulos de galaxias. Sin embargo, para trazar la historia completa del Universo, necesitamos observar tiempos aún más lejanos. Neutrinos u ondas gravitacionales permitirían acercarnos todavía más al comienzo del Universo. Su detección puede suponer un auténtico hito científico.

Imagen: «El fondo cósmico de microondas» de WMAP/NASA encontrada en los Wikimedia Commons.

Magia y astropartículas

Hace muchos días que no he podido escribir nada por aquí, y es que he estado preparando junto con mis amigos Adrián Coso y Carlos Pobes una charla-espectáculo sobre astropartículas. En ella explicamos qué son los rayos cósmicos, los neutrinos, las ondas gravitacionales, la materia oscura… y todo eso con un toque de magia para entender los fenómenos físicos mucho mejor.

Actuamos en la 69ª Feria General de Zaragoza en el Pabellón CAI y acabamos de volver de actuar en el Museo de la Ciencia y el Cosmos de La Laguna (Tenerife) y en la Maratón de Astropartículas organizada por la Universidad de Alcalá de Henares.

Finalizamos la mini gira en casa, en la Facultad de Ciencias de la UZ el miércoles 21 a las 20h, estáis todos invitados. Aprenderéis mucho y os reiréis mucho también (o esa es nuestra intención).