El origen de los rayos cósmicos, partículas de alta energía del espacio exterior que impactan constantemente en la Tierra, se encuentra entre las preguntas abiertas más desafiantes en astrofísica. Ahora se publica una nueva investigación en la revista Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society arroja nueva luz sobre el origen de esas partículas energéticas.
Descubierto hace más de 100 años y considerado un riesgo potencial para la salud de las tripulaciones de los aviones y los astronautas, se cree que los rayos cósmicos son producidos por ondas de choque, por ejemplo, las resultantes de explosiones de supernovas. Los rayos cósmicos más energéticos que atraviesan el universo.transportan de 10 a 100 millones de veces la energía generada por colisionadores de partículas como el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN.
La Nebulosa del Cangrejo, el remanente de una explosión de supernova que se observó hace casi 1.000 años en 1054 d.C., es uno de los objetos mejor estudiados en la historia de la astronomía y una fuente conocida de rayos cósmicos. Emite radiación a través de todoespectro electromagnético, desde rayos gamma, luz ultravioleta y visible, hasta infrarrojos y ondas de radio. La mayor parte de lo que vemos proviene de partículas muy energéticas electrones, y los astrofísicos pueden construir modelos detallados para intentar reproducir la radiación que emiten estas partículas.
El nuevo estudio, realizado por Federico Fraschetti en la Universidad de Arizona, EE. UU., Y Martin Pohl en la Universidad de Potsdam, Alemania, revela que la radiación electromagnética que fluye desde la Nebulosa del Cangrejo puede originarse de una manera diferente a la que los científicos han pensado tradicionalmente:Todo el zoológico de radiación puede potencialmente unificarse y surgir de una sola población de electrones, una hipótesis que antes se consideraba imposible.
Según el modelo generalmente aceptado, una vez que las partículas alcanzan un límite de impacto, rebotan hacia adelante y hacia atrás muchas veces debido a la turbulencia magnética. Durante este proceso, obtienen energía, de manera similar a como una pelota de tenis rebota entre dosraquetas que se acercan cada vez más entre sí, y se acercan cada vez más a la velocidad de la luz. Este modelo sigue una idea introducida por el físico italiano Enrico Fermi en 1949.
"Los modelos actuales no incluyen lo que sucede cuando las partículas alcanzan su energía más alta", dijo Federico, un científico del personal de los Departamentos de Ciencias Planetarias, Astronomía y Física de la Universidad de Arizona. "Solo si incluimos un proceso diferente de aceleración, en el que el número de partículas de mayor energía disminuye más rápido que con menor energía, ¿podemos explicar todo el espectro electromagnético que vemos? Esto nos dice que si bien la onda de choque es la fuente de la aceleración de las partículas, los mecanismos deben ser diferentes."
El coautor Martin Pohl añadió: "El nuevo resultado representa un avance importante para nuestra comprensión de la aceleración de partículas en los objetos cósmicos y ayuda a descifrar el origen de las partículas energéticas que se encuentran en casi todas partes del universo".
Los autores concluyen que se necesita una mejor comprensión de cómo se aceleran las partículas en fuentes cósmicas y cómo funciona la aceleración cuando la energía de las partículas se vuelve muy grande. Varias misiones de la NASA, incluidas ACE, STEREO y WIND, están dedicadas a estudiarlas propiedades similares de los choques causados por explosiones de plasma en la superficie del sol cuando viajan a la Tierra, por lo que pueden aportar conocimientos vitales sobre estos efectos en un futuro próximo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Arizona . Original escrito por Daniel Stolte. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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