Científicos han encontrado una fuente en la Vía Láctea que produce la aceleración de protones a algunas de las energías altas conocidas dentro de la galaxia. Es un descubrimiento relevante porque puede ayudar a comprender mejor los rayos cósmicos, las partículas rapidísimas que viajan por el espacio interestelar y cómo influyen en los eventos acontecidos en toda la galaxia.
Estos rayos cósmicos se componen de protones con una cantidad menor de electrones. Pueden alcanzar energías superiores a las que se producen por los aceleradores de partículas construidos por el hombre. Pero los que están en el espacio pueden hacerlo mucho mejor, a niveles de energía más extremos. Un equipo de investigación internacional liderado por la Universidad de Hiroshima confirmó la existencia de este acelerador galáctico tras combinar observaciones de tres observatorios terrestres y espaciales. El estudio se publicó en The Astrophysical Journal.
Un acelerador natural galáctico que tiene una potencia increíble
Tsunefumi Mizuno, profesor asociado del Centro de Ciencias Astrofísicas de Hiroshima, indica que esta energía hace que los rayos cósmicos sean importantes para la astronomía y la astrofísica. Dicha energía se mide en electrovoltios, la unidad que describe cuando la energía gana un electrón cuando su potencial eléctrico aumenta en un voltio. Puede alcanzar y superar el cuatrillón de electronvoltios o un petaelectronvoltio. La astrofísica moderna tiene como uno de los temas apasionantes encontrar un acelerador de protones por encima de ese nivel; pudieron haber encontrado eso en un objeto denominado LHAASO J1912+10¹⁴u. Es una identificación un tanto compleja debido a que los científicos deben distinguir las señales producidas por los protones de las que se crean por electrones de alta energía.
Es un experimento denominado Tibet AS gamma junto con el Observatorio Chino de Grandes Cascadas Atmosféricas a Gran Altitud los que pudieron detectar las docenas de fuentes de rayos gamma con energías superiores a 0,1 PeV (petaelectronvoltio). Anteriormente, el objeto se catalogó como una nebulosa de viento de púlsar u otro tipo de restos dejados por una explosión de una estrella masiva. El problema es que la resolución de la imagen en cuanto a la observación es limitada, por lo que no puede determinarse si los rayos gamma son causados por protones o electrones.
Una mezcla de un trabajo en conjunto dio el resultado esperado
Gracias a tres instrumentos, entre telescopios y proyectos, han podido seguir estudiando el objeto. Los observatorios pudieron brindar mediciones en una amplia porción del espectro electromagnético, desde ondas de radio hasta rayos gamma. Se hizo la construcción de un modelo multiespectral. Se concluyó que hay tres conjuntos de datos que revelan un motor cósmico; los tres hallazgos indican lo siguiente:
- La señal de rayos gamma se extendió de forma continua, desde más de 100 billones de electronvoltios hasta 400 millones de electronvoltios
- La distribución de rayos gamma de GeV coincidió con el patrón de gas interestelar, una relación esperada cuando los protones de alta energía colisionan con el gas circundante y el resultado son los rayos gamma
- Se detectó una emisión de rayos X difusa muy débil, por lo que esta emisión reforzó la explicación de los protones.
Mizuno concluye que existen otras docenas de PeVatrones de protones en la Vía Láctea. Por el momento, van a estudiar a los posibles candidatos con un mayor detalle para que puedan determinar cuántos pueden ser confirmados y los tipos de objetos cósmicos que los producen.