Se ha detectado la mayoría de los electrones de rayos cósmicos energéticos impactando contra la Tierra

Hay muchas partículas que vienen del espacio y caen sobre nosotros cada segundo de cada día. Si incluimos los neutrinos, creemos que billones de ellos están pasando a través de nuestro cuerpo en este momento, pero si solo nos enfocamos en los rayos cósmicos provenientes de más allá del Sistema Solar, todavía recibimos una buena cantidad. Los investigadores ahora han medido partículas récord que llegan a la Tierra.

Utilizando el Observatorio HESS ubicado en Namibia, los investigadores detectaron electrones y sus homólogos de antimateria, positrones, chocando contra la atmósfera con una energía de más de 40 teraelectronvoltios o TeV. Esto es más de seis veces la energía a la que se aceleran las partículas en el Gran Colisionador de Hadrones.

Los hallazgos también son interesantes por otra razón. Estos no solo son los electrones y positrones de rayos cósmicos (CRe) más energéticos jamás detectados, sino que los datos sugieren que estas partículas no podrían haberse formado demasiado lejos de la Tierra. Lo que sea que esté acelerando estas partículas está cerca, galácticamente hablando.

“Este es un resultado importante, ya que podemos concluir que la CRe medida probablemente se origine en muy pocas fuentes en las cercanías de nuestro propio Sistema Solar, hasta un máximo de unos pocos 1.000 años luz de distancia, una distancia muy pequeña en comparación con la tamaño de nuestra galaxia”, dijo en un comunicado Kathrin Egberts de la Universidad de Potsdam, una de las autoras correspondientes del estudio.

Los rayos cósmicos más energéticos se aceleran en eventos extremadamente energéticos, como alrededor de los agujeros negros supermasivos. Pero eso está a millones de años luz de distancia. Los objetos con campos magnéticos prodigiosos, como los púlsares u otro tipo de remanentes de supernovas, podrían ser los culpables. El púlsar más cercano está a 510 años luz de distancia.

«Con nuestro análisis detallado pudimos por primera vez imponer restricciones estrictas al origen de estos electrones cósmicos», añadió el profesor Werner Hofmann del Instituto Max Planck für Kernphysik, coautor del estudio.

“Los flujos muy bajos a TeV más grandes limitan las posibilidades de que las misiones espaciales compitan con esta medida. Por lo tanto, nuestra medición no sólo proporciona datos en un rango de energía crucial y previamente inexplorado, lo que afecta nuestra comprensión del vecindario local, sino que también es probable que siga siendo un punto de referencia para los próximos años”, Mathieu de Naurois, investigador del CNRS del Laboratoire. añadió Léprince-Ringuet.

Cuando los rayos gamma o los rayos cósmicos de alta energía llegan a la atmósfera, pueden generar muchas partículas secundarias que se mueven más rápido que la luz en el aire (¡no más rápido que la luz en el vacío!). Este proceso genera una luz llamada radiación Cherenkov. HESS estudia principalmente los rayos gamma que impactan en la atmósfera, pero también puede medir la radiación Cherenkov producida por los rayos cósmicos de alta energía que se mueven a través de la atmósfera. Así fue como se detectaron estas partículas que batieron récords.

Un artículo que describe los resultados se publica en la revista Physical Review Letters.