El origen de los rayos cósmicos
El origen de los rayos cósmicos ha confundido a los astrofísicos durante décadas. Sin embargo, los científicos del estudio «Gamma ray astronomy and the origin of galactic cosmic rays» (GAMMA), financiado por la Unión Europea, descubrieron nuevas evidencias utilizando datos de un sistema estereoscópico de altas energías (HESS). Las colisiones entre protones generan partículas subatómicas llamadas piones neutros, que decaen rápidamente en fotones de rayos gamma. A diferencia de los rayos cósmicos, los rayos gamma no se ven afectados por los campos magnéticos y se pueden rastrear hasta su origen. Los investigadores de GAMMA buscaron estos rayos gamma para probar el concepto de creación de rayos cósmicos. Se calcularon los rayos gamma procedentes de remanentes de supernovas individuales suponiendo que estos objetos son de hecho el origen de los rayos cósmicos. Los resultados se compararon con las observaciones de los telescopios Cherenkov de HESS. Situado en Namibia, el experimento permite a los científicos explorar las fuentes de rayos gamma con intensidades de unas pocas milésimas del flujo de la nebulosa del Cangrejo, la fuente más brillante de rayos gamma en el cielo. La coincidencia entre los datos de HESS y las predicciones teóricas sirvió como punto de partida para los investigadores de GAMMA con el propósito de estudiar los rayos cósmicos después de escapar de su fuente. Los científicos aventuraron la idea de que los rayos cósmicos son acelerados gradualmente y durante largos periodos de tiempo por las capas de gas que expulsan las supernovas. Se estimaron las emisiones de rayos gamma basándose en la suposición de que las fuentes de rayos cósmicos están rodeadas por nubes moleculares masivas. Los resultados se compararon con las observaciones de la remanente de supernova W28, en cuyas proximidades se encuentra una nube molecular. Se determinaron las características de difusión de los rayos cósmicos mediante la comparación de los datos de rayos gamma y las predicciones teóricas. En particular, se definió por primera vez el coeficiente de difusión, algo que no era posible únicamente mediante cálculos teóricos. El proyecto GAMMA ha proporcionado pruebas concluyentes de que las supernovas pueden generar rayos cósmicos. Sin embargo, todavía no existe la certeza de que las explosiones estelares causen la mayoría de los rayos cósmicos. Tampoco está claro hasta qué energías pueden acelerar las partículas las remanentes de supernova. Se espera dar respuesta a estas cuestiones mediante el conjunto de telescopios Cherenkov, actualmente en construcción.
Palabras clave
Supernova, protones, núcleos atómicos, rayos cósmicos, HESS, rayos gamma, telescopio Cherenkov, nebulosa del Cangrejo, conjunto de telescopios