Científicos podrían haber resuelto un enigma cósmico: los microcuásares, sistemas estelares compuestos por un agujero negro y una estrella, serían el origen de los rayos cósmicos de alta energía que golpean la Tierra.
Un microcuásar es un agujero negro que, en un sistema binario, devora la materia de una estrella vecina, de ahí su apodo de "agujero negro vampiro". Esta materia es luego expulsada en forma de chorros a alta velocidad desde los polos del agujero negro. Estos chorros parecen jugar un papel crucial en la aceleración de las partículas cósmicas.
Ilustración de un agujero negro absorbiendo materia de una estrella en un microcuásar.
Crédito de imagen: NASA/ CXC/M.Weiss
Los rayos cósmicos, descubiertos en 1912, son partículas de muy alta energía, mucho más potentes que las generadas por el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas más grande y potente en la Tierra.
El estudio se concentra en el microcuásar SS 433, ubicado en los restos de la supernova W50, a unos 18,000 años luz de la Tierra. Este microcuásar incluye un agujero negro de aproximadamente 10 a 15 veces la masa del Sol y una estrella supergigante blanca. Los chorros de materia emitidos por SS 433 dan forma a la nebulosa W50, dándole una apariencia similar a un manatí.
El equipo utilizó el Sistema Estereoscópico de Alta Energía (H.E.S.S.) en Namibia para observar SS 433. Detectaron rayos gamma de muy alta energía provenientes de los chorros del microcuásar, sugiriendo que estos chorros aceleran las partículas a altas velocidades.
Estos descubrimientos indican que los microcuásares, como SS 433, podrían ser fuentes significativas de rayos cósmicos de alta energía. Sin embargo, SS 433 no puede ser la fuente directa de las partículas cósmicas más energéticas que alcanzan la Tierra, debido a su joven edad y distancia. No obstante, otros microcuásares más cercanos y antiguos podrían contribuir a estos rayos cósmicos.
Esta investigación abre nuevas perspectivas sobre el papel de los microcuásares en nuestra galaxia y podría ayudar a comprender mejor los mecanismos de aceleración de partículas cósmicas.
Los rayos cósmicos: un fenómeno energético extremo
Los rayos cósmicos son partículas subatómicas extremadamente energéticas provenientes del espacio. Principalmente compuestos por protones (núcleos de hidrógeno) y a veces por núcleos atómicos más pesados, viajan a través del Universo a velocidades cercanas a la de la luz. Cuando alcanzan la atmósfera terrestre, estos rayos cósmicos interactúan con las moléculas de aire, creando una lluvia de partículas secundarias observables por diversos instrumentos.
Estas partículas fueron descubiertas a principios del siglo XX y siguen siendo un tema de estudio crucial en astrofísica. Su origen exacto sigue siendo parcialmente misterioso, pero se cree que provienen de fuentes variadas, como supernovas, agujeros negros, pulsares y, como indican investigaciones recientes, microcuásares.
Lo que hace a los rayos cósmicos particularmente intrigantes es su energía extremadamente alta, a menudo mucho mayor a la que podemos producir en aceleradores de partículas en la Tierra. Algunos de estos rayos tienen una energía miles de millones de veces superior a la generada por el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).
Los rayos cósmicos no solo son importantes para entender los fenómenos energéticos del universo. También tienen un impacto en la Tierra. Por ejemplo, pueden afectar los sistemas electrónicos de satélites y aeronaves. Además, contribuyen a la producción de radionucleidos en la atmósfera, lo que se utiliza en campos como la datación por carbono 14 en arqueología.
El estudio de los rayos cósmicos es, por lo tanto, esencial para comprender no solo los procesos físicos en acción en nuestro Universo, sino también para entender sus efectos sobre nuestro planeta y nuestra tecnología. Las investigaciones actuales, como las realizadas en microcuásares, ayudan a los científicos a desentrañar los misterios de estas partículas y a comprender mejor el universo energético en el que vivimos.
Fuente: Science