Rayos cósmicos se atribuyen a una supernova de dos millones de años

   MADRID, 6 Nov. (EUROPA PRESS) -

   Protones de alta energía, núcleos, y otras partículas están constantemente duchando la atmósfera de la Tierra desde el espacio, pero el origen de estos rayos cósmicos es desconocido.

   Una posibilidad es que los rayos cósmicos provengan de las supernovas, aunque la evidencia para esta afirmación es limitada. Ahora, analizando el espectro de energía de rayos cósmicos, científicos han podido deducir que algunos rayos cósmicos de alta energía pueden tener su origen en una supernova de dos millones de años de edad, ubicada aproximadamente a 150 billones de kilómetros de de distancia.

   La existencia de una supernova de esta clase es intrigante porque, en un trabajo no relacionado, una supernova de la misma edad y a la misma distancia fue propyesta como la fuente de raros isótopos de hierro enterrados en las cortezas oceánicas de la Tierra. Los dos conjuntos diferentes de datos -rayos cósmicos e isótopos de hierro- parecen apuntar a la misma estrella en explosión como su fuente.

   Michael Kachelriess y su equipo ha publicado un documento sobre las firmas de supernova en los espectros de rayos cósmicos en una edición reciente de la revista Physical Review Letters.

   Como explican, es difícil extraer información sobre las fuentes de los rayos cósmicos observados. Esto es en parte debido a que el campo magnético galáctico que impregna el espacio vacío interfiere con las trayectorias de los rayos cósmicos, que hace que la intensidad de la energía de los rayos cósmicos sea casi uniforme. Además, hay múltiples fuentes probables de los rayos cósmicos, y las señales de todas estas fuentes se superponen en el espectro de rayos cósmicos, lo que hace difícil extraer firmas de fuentes individuales.

   A pesar de estos desafíos, los investigadores explican que el espectro de energía de rayos cósmicos todavía puede tener un poco de "memoria" de sus fuentes individuales, que puede ser codificada en pequeñas características. Los investigadores se centraron específicamente en algunas de las características desconcertantes, tales como por qué hay más de positrones de los esperados (antielectrones) por encima de un cierto nivel de energía. Si bien estas características parecen desconcertantes desde la perspectiva estándar de los rayos cósmicos y, a menudo se pasan por alto, lo que representan es clave para la identificación de la supernova como fuente de rayos cósmicos.

   "Tradicionalmente, en la física de rayos cósmicos, se utiliza la aproximación de que las fuentes de los rayos cósmicos se distribuyen sin problemas en el tiempo y el espacio", dijo a Phys.org Kachelriess, profesor de física en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología de Trondheim. "Nuestro papel y el programa de trabajo relacionado con esta aproximación debe ser abandonado. Para la comprensión de muchos fenómenos físicos, es importante tener en cuenta que los rayos cósmicos se aceleran en los eventos que suceden sólo una vez por siglo en nuestra galaxia."

   Los datos también proporcionan una forma de limitar los parámetros de esta fuente: una fuente que era mayor o menor que alrededor de dos millones de años, o de una fuente que estaba más cerca o más lejos de 150 billones de kilómetros, sería incompatible con los espectros observados. Una posibilidad que los datos excluyen, por ejemplo, es que estos rayos cósmicos de alta energía se originasen a partir de una "superburbuja", que es una región del espacio que está "quemada" por la formación de estrellas masivas y un gran número de supernovas. El único modelo plausible de la fuente de rayos cósmicos, de acuerdo con los datos, es una supernova individual.

   "Seguimos perfeccionando nuestro modelo para la propagación de los rayos cósmicos, que se extiende, por ejemplo, para reducir las energías", dijo Kachelriess. "Esto puede tener también un impacto en las predicciones de la antimateria fundente de aniquilaciones de materia oscura o decaimientos. Por otra parte, vamos a tratar con colaboradores para calcular el efecto de los rayos cósmicos de esta supernova local en la atmósfera de la Tierra."