Mirar hacia la oscuridad puede causar miedo en los corazones de algunos, pero un nuevo telescopio espacial pronto mirará hacia la oscuridad del "espacio cercano" dentro de unos pocos miles de años luz de la Tierra. Los científicos están usando el telescopio para buscar respuestas relacionadasal campo de la astrofísica de alta energía.
La investigación del Telescopio de electrones calorimétricos CALET se basará en el instrumento para rastrear la trayectoria de las partículas de rayos cósmicos y medir su carga y energía. El instrumento está optimizado para medir electrones y rayos gamma, que pueden contener la firma de materia oscura ofuentes cercanas de aceleración de partículas de alta energía.
"La investigación es parte de un esfuerzo internacional que involucra a Japón, Italia y Estados Unidos para comprender los mecanismos de aceleración de partículas y propagación de rayos cósmicos en la galaxia, para identificar sus fuentes de aceleración, su composición elemental en función de la energía, y posiblemente para revelar la naturaleza de la materia oscura ", dijo el investigador principal de CALET, Dr. Shoji Torii.
"Sabemos que la materia oscura constituye aproximadamente una cuarta parte de la energía de masa del universo, pero no podemos verla ópticamente y no sabemos qué es", dijeron el Dr. John Wefel y CALET co-investigador principal del equipo de EE. UU. "Si CALET puede ver una firma inequívoca de materia oscura, podría producir una nueva comprensión de la naturaleza de la materia oscura".
En este momento, los científicos están mucho más seguros de lo que no es la materia oscura, en lugar de lo que es. Esta investigación puede ayudar a los científicos a identificar la materia oscura y ajustarla, con mayor precisión, en modelos estándar del universo.
CALET se lanzó a bordo del Vehículo de Transferencia H-II de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón JAXA "Kounotori" HTV-5 en agosto de 2015 y se colocó en el Módulo Experimental Japonés de la Estación Espacial Internacional - Instalación expuesta pocos días después de su llegada.
El instrumento es un telescopio de partículas cargadas diseñado para medir electrones, protones, núcleos y rayos gamma. A diferencia de los telescopios que se utilizan para identificar estrellas y planetas en el cielo nocturno, CALET funciona en modo de exploración.registra cada evento de rayos cósmicos que ingresa a su campo de visión y activa sus detectores para tomar medidas del rayo cósmico. Estas mediciones se registran en la estación espacial y se envían a una estación terrestre donde se alimentan a las computadoras que ejecutan códigos de análisis que permiten a los científicosreconstruir cada evento.
A partir de las mediciones resultantes, los científicos deben separar los electrones de los protones, los rayos gamma y los elementos Z superiores elementos químicos con> 1 protón en el núcleo. Luego clasifican las partículas por energía para extender los datos existentes a energías más altasy busque firmas de nuevos procesos astrofísicos y fenómenos como la materia oscura y la aceleración de partículas cercanas para estudiar la propagación de rayos cósmicos en la galaxia.
"El modelo teórico principal atribuye la materia oscura a partículas masivas que interactúan débilmente WIMP, cuya naturaleza es predicha por varios modelos de física de alta energía", dijo Torii. "En estos modelos, un WIMP sería su propia antipartícula y, cuando dosde ellos se juntan, se aniquilan, produciendo partículas conocidas como pares de electrones / positrones, pares de protones / antiprotones y rayos gamma ".
La búsqueda de productos de aniquilación en exceso es decir, electrones y rayos gamma es una forma de tratar de identificar un candidato de materia oscura y aquí es donde CALET ayuda a los científicos. CALET se une a otra investigación de la ISS en busca de productos de aniquilación en exceso, el Espectrómetro Alfa Magnetético o AMS, que busca positrones y antiprotones para identificar la materia oscura.
"La materia oscura sigue siendo un rompecabezas", dijo Torii. "Al medir con buena resolución energética el espectro de electrones y fotones cósmicos de alta energía, CALET puede hacer un descubrimiento o excluir los modelos existentes".
"Ver una firma apropiada en el espectro electrónico y / o los rayos gamma sería extremadamente importante ya que esto establecería la escala de masa peso para las partículas de materia oscura, lo que a su vez permitiría a los teóricos determinar mejor la nueva física asociada con elWIMP ", dijo Torii, y agregó que es posible que se encuentre una firma que no sea indicativa de materia oscura, sino que indique una fuente cercana de aceleración de partículas cargadas.
"Esto último sería [un] gran logro ya que ninguna fuente individual ha sido identificada positivamente", dijo Torii. "Tales objetos parecen ser capaces de acelerar partículas a energías mucho más altas de lo que podemos lograr en la Tierra usando las máquinas más grandesy queremos aprender cómo lo hace la naturaleza, con posibles aplicaciones aquí en la Tierra ".
Comprender la ubicación de estas fuentes, así como la propagación de partículas el tiempo que pasan las partículas y la distancia recorrida, deambulando por la galaxia significa que los científicos pueden inferir la forma del espectro de rayos cósmicos en la fuente.los rayos se originan y los mecanismos de aceleración y propagación de partículas son importantes para los viajes espaciales y para comprender el ambiente de radiación en el espacio y en la Tierra.
"Básicamente, CALET busca nueva información sobre cómo funciona nuestro pequeño rincón del universo", dijo Torii, quien agregó que la investigación subraya la importancia de la estación espacial como plataforma para realizar investigaciones y para una exitosa colaboración internacional.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro Espacial Johnson . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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