“La investigación acerca de los posibles efectos de los rayos cósmicos
en seres vivos promete ser de gran interés.”
Víctor Hess.
Nuestro planeta está incesantemente sometido a un bombardeo de partículas elementales que vienen de remotos lugares del espacio profundo. Algunas de ellas viajan prácticamente a la velocidad de la luz y son tremendamente energéticas. Gracias a este bombardeo, unas doscientas caen en cada metro cuadrado de nuestro planeta cada segundo. ¿Cuál es la naturaleza de estas partículas? ¿De dónde provienen? ¿qué fenómeno físico las acelera tan violentamente? Es posible que algunas tengan un origen extragaláctico?
Los rayos cósmicos son partículas y no radiación como su inapropiado nombre sugiere y no deben confundirse con la radiación cósmica de fondo, que es la radiación de microondas que plena el universo, vestigio del Big Bang.
Los rayos cósmicos fueron descubiertos hace algo más de un siglo, fueron detectadas en placas fotográficas puestas en balones y globos aerostáticos. Su número aumenta mientras más alto esté el detector. A tres kilómetros sobre la superficie de la Tierra el número de partículas es cuatro veces mayor. En un avión a 10 km la exposición es 100 veces mayor que en la superficie y en la Estación Espacial es 1000 veces mayor. La atmósfera sirve parcialmente de escudo porque las partículas chocan con las moléculas de oxígeno y nitrógeno y como resultado de las colisiones aparecen nuevas partículas que chocan a su vez con otras originando una cascada de partículas con menores energías.
Los rayos cósmicos y la atmósfera son un colisionador de partículas natural. Gracias a los productos de las reacciones sabemos que los rayos cósmicos son en su mayoría núcleos de hidrógeno, es decir, protones o núcleos de helio, aunque se detectan también núcleos de elementos más pesados. La primera evidencia de antimateria, el positrón, o antielectrón, se encontró en los rayos cósmicos, y en ese acelerador natural se descubrieron partículas subatómicas nuevas como el muón, cuando no se habían construido aceleradores.
Los rayos cósmicos de poca energía como los que provienen de los vientos solares, sucumben al campo magnético de la Tierra y son arrastrados a los polos norte y sur donde se manifiestan como la mágica luz de la aurora boreal y austral.
Como acelerador natural los rayos cósmicos son mucho más poderosos que el más potente de los que ha construido la humanidad. La energía de un protón acelerado por el LHC es de 7TeV. Para hacernos una idea, esta es aproximadamente la energía de un mosquito en pleno vuelo. Mínima para los estándares humanos, pero concentrada en un solo protón. Los protones en un rayo cósmico pueden alcanzar energías de 300.000.000 TeV, es decir, la energía de una masa de 24 gr moviéndose a 2 metros por segundo pero en un solo protón.
Los rayos cósmicos de energías moderadas, parecen provenir de fenómenos violentos ocurridos en la Vía Láctea, nuestra galaxia, como supernovas, el estallido final de algunas estrellas al agotarse su combustible nuclear. En ese proceso se forma una onda de choque que arrastra a altas velocidades al campo magnético. Las partículas cargadas del medio interestelar pueden ser aceleradas por este campo magnético y alcanzar velocidades próximas a la luz. Este mecanismo fue propuesto por Enrico Fermi, el premio Nobel italiano.
Sin embargo este modelo puede explicar los rayos cósmicos originados en nuestra propia galaxia, pero no funciona para los rayos cósmicos ultraenergéticos. La noticia que recorre el mundo es que el Observatorio Pierre Auger tiene evidencias incontrovertibles de que son eventos cuyo origen es extra-galáctico. El Pierre Auger es una colaboración de cerca de medio millar de científicos de 18 países que funciona en Argentina.
En sus tres mil kilómetros cuadrados, los detectores recolectan información sobre energía y dirección de los rayos cósmicos, El análisis indica que los de muy alta energía no vienen del centro de la vía Láctea. Aunque aún no conocemos con detalle qué mecanismos físicos les pudo impartir tanta energía, el descubrimiento es un paso formidable para entender este importante fenómeno de la astrofísica. Los grandes observatorios de rayos cósmicos continuarán indagando teórica y observacionalmente los cielos. Desentrañar el enigma del origen de los rayos cósmicos nos revelará una faceta desconocida del universo.
Para saber más:
https://www.auger.org.ar/
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En la musicalización del audio de este post se usó:
1.- «Sabana» (1973), Autor: compositor venezolano Vitas Brenner (1946 – 2004)
2.- «Peace on Earth» John Coltrane
3.- «After the Cosmic Rain», Autor: Chick Corea, Album, Himno de la Séptima Galaxia (1973)
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