Los aceleradores de partículas de la Vía Láctea, en acción

Durante los vuelos Apolo, los astronautas reportaron haber visto raros flashes de luz, incluso con los ojos cerrados. Desde entonces se sabe que la causa eran los llamados rayos cósmicos, partículas extremadamente energéticas que llevan a la Tierra desde fuera del sistema solar y están constantemente bombardeando nuestra atmósfera. Incluso pueden generar fallos en los componentes electrónicos.

RCW 86:Imagen de parte de una remanente de supernova cuya explosión fue registrada en 185 d.C.
Crédito: ESO/E. Helder & NASA/Chandra

Los rayos cósmicos galácticos provienen de fuentes que están dentro de nuestra galaxia Vía Láctea, y consisten principalmente en protones moviéndose a una velocidad cercana a la de la luz. Estos protones han sido acelerados a energías muy superior incluso a las que podrá lograr el Gran acelerador de hadrones en el CERN.

"Se ha pensado por mucho tiempo que los súper-aceleradores que producen estos rayos cósmicos en la Vía Láctea son las expansivas envolturas creadas por las estrellas explotadas, pero nuestras observaciones revelan el humo del revólver que lo prueba", dice Eveline Helder, del Instituto astronómico Ultrecht en Holanda, autora del estudio.

"Incluso se puede decir que hemos ahora confirmado el calibre del arma usada para acelerar los rayos cósmicos a sus tremendas energías", añadió el colaborador Jacco Vink.

Por primera vez, Helder, Vink y colegas han podido realizar una medición que resuelve un largo dilema astronómico sobre si las explosiones estelares producen suficientes partículas aceleradas para explicar el número de rayos cósmicos que golpean nuestra atmósfera. El estudio del equipo indica que así es.

Imagen de RCW 86 por Chandra
Crédito:Credit: Chandra: NASA/CXC/Univ. of Utrecht/J.Vink et al. XMM-Newton: ESA/Univ. of Utrecht/J.Vink et al.

"Cuando una estrella explota en lo que llamamos supernova, una gran parte de la energía de la explosión es usada para acelerar algunas partículas a energías muy altas. La energía que es usada para la aceleración de partículas es a expensas de calentar el gas, que es, por lo tanto, más frío que lo que predice la teoría".

Los investigadores observaron la remanente de supernova RCW 86, cuya estrella explotó en el año 185 D.C. La remanente se encuentra a 8.200 años luz de distancia en la constelación Circinus y es probablemente el registro más antiguo de la explosión de una estrella.

Campo de RCW86:La imagen de amplio campo contiene el área donde el equipo de investigadores confirmó que los rayos cósmicos de nuestra galaxia son muy eficientemente acelerados en las remanentes de supernovas. La línea roja guía al ojo a varias regiones done los remanentes de explosiones estelares son más visibles. El área cuadrada contiene datos del VLT y Chandra. Esta región, llamada RCW 86, está centrada en la posición donde la estrella explotó en 185 d.C.
Crédito: ESO and Digitized Sky Survey 2. Reconocimiento: Davide De Martin

Usando el VLT de ESO, el equipo midió la temperatura del gas justo detrás de la onda de choque creada por la explosión estelar. Midieron la velocidad de la onda de choque también, usando imágenes tomadas por el Observatorio de rayos-X Chandra, hace tres años. Encontraron que se mueve entre 10 y 30 millones de kilómetros por hora (6000 +/- 2800 km/s), entre 1 y 3 por ciento de la velocidad de la luz.

La temperatura del gas es de 30 millones de grados Celsius (2,3 keV), aproximadamente. Parece mucho en comparación con la vida diaria, pero menos de lo esperado dada la velocidad de la onda de choque. Esto debería haber calentado el gas hasta, al menos, 500 millones de grados (42 keV), lo que implica que esta falta de temperatura se debe a la aceleración de rayos cósmicos.

"La energía faltante es lo que acelera los rayos cósmicos", concluyó Vink.

Fuentes y links relacionados

• Milky Way's super-efficient particle accelerators caught in the act
• Measuring the cosmic ray acceleration efficiency of a supernova remnant
  E. A. Helder et al.
  Publicado Online Junio 25, 2009 Science Express
  DOI: 10.1126/science.1173383
  arXiv:0906.4553v1

Vía Noticias del Cosmos