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LOS RAYOS CÓSMICOS: MENSAJEROS DEL UNIVERSO

Alexandra De Castro

En 1912, el físico austriaco Victor Hess, hizo una serie de viajes muy riesgosos en un globo aerostático para estudiar la ionización de la atmósfera. Hasta ese momento, se creía que los átomos de la atmósfera eran ionizados por la radiación de la tierra. Bajo esta premisa, dicha ionización debía disminuir a medida que nos alejamos de la superficie terrestre. Sin embargo, la osada aventura de Hess reveló lo contrario: que la ionización aumenta con la altura. A partir de esta investigación los científicos concluyeron que la atmósfera estaba siendo embestida continuamente por algún tipo de radiación proveniente del espacio exterior. Hess había descubierto a los Rayos Cósmicos.

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Victor Hess al momento de descender de su globo en primer viaje en Agosto de 1912. Foto cortesía de la Sociedad Americana de Física (APS).

Este hallazgo abrió una caja de Pandora que ha mantenido ocupados a cientos de astrofísicos por más de un siglo ¿Qué son? ¿cuál es su composición? ¿de dónde vienen? ¿cómo se producen? Hoy sabemos que los rayos cósmicos están compuestos en su mayoría por protones y núcleos atómicos. Algunos vienen de nuestro Sol, otros de lugares remotos dentro de nuestra galaxia, pero la mayoría de los más energéticos recorren distancias inconmensurables desde fuera de nuestra galaxia hasta alcanzar la Tierra. Si tienen carga eléctrica, sus trayectorias son afectadas por los campos magnéticos de las galaxias y de las estrellas, complicando su tránsito por el cosmos.

En 1938, el físico francés Pierre Auger descubrió que los rayos cósmicos, producen cascadas de billones de partículas, al chocar con los átomos del Nitrógeno y Oxígeno en la atmósfera. Estas cascadas son iniciadas aproximadamente a 100km de altura sobre el nivel del mar, en la Ionósfera, y recorren la atmosfera en forma de lluvias hacia la tierra. Este fenómeno permite su estudio desde la superficie terrestre.

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Observatorio Pierre Auger, concepto artísticos. Imagen cortesía Universidad de Nova Gorica, Italia.

En la provincia de Mendoza, Argentina, al pie de la cordillera de los Andes, se extiende el coloso Observatorio Pierre Auger, destinado a estudiar las lluvias de rayos cómicos de la más alta energía. La colaboración cuenta con la participación de más 100 de científicos de 18 países entre los que se cuentan Argentina, Brasil, España y México. Astrofísicos colombianos participan desde el 2014.

Las rayos cómicos pueden ser tremendamente energéticos, cientos de millones de veces más energéticos que las partículas producidas en el acelerador más potente, construido por el hombre. A través de ellos, se han logrado importantes descubrimientos como la antimateria. Partículas subatómicas como los muones y los piones fueron primero detectados en experimentos con rayos cósmicos, hallazgos esenciales en el estudio de la fuerzas fundamentales que mantienen la estructura del núcleo atómico.

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Lluvias de Rayos Cósmicos, concepto artística. Imagen cortesía de la NASA.

¿Cómo se producen y aceleran los rayos cósmicos? Es aún un misterio por resolver. Los científicos presumen que algunos son generados en estallidos de supernovas. Los más energéticos se cree que son originados fuera de nuestra galaxia, posiblemente en galaxias que contienen una agujero negro supermasivo en su centro. El ímpetu por estudiar a los rayos cósmicos continua. Sondas como los Voyager están equipados con detectores para investigarlos y, a través de ellos, comprender mejor el Universo.